基于机器视觉的变形实时测量的实现

《基于机器视觉的变形实时测量的实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、济南大学硕士学位论文摘要随着材料技术的飞速发展，各种新型材料相继出现，并且它们在相关科研领域中得到了广泛的应用。材料的性能优劣决定了产品质量的好坏。因此准确地测量材料的性能变得尤为重要。在材料的变形测量中，应变量的测量是材料拉伸试验的重要测量环节。与传统的接触式应变测量相比，基于机器视觉的应变测量具有精度高、非接触等优点。本文以金属材料拉伸变形为背景，依据金属材料拉伸时的性能要求，对基于机器视觉的应变测量方法做了进一步的研究，并且开发出了一套比较完整的基于机器视觉的变形实时测量系统。本文首先介绍了基于机器视觉的变形实时测量的国内外研究

2、现状，确定了变形测量系统的总体研究方案，其中包括测量系统的硬件设计与测量系统的软件设计。该变形测量系统使用Basler公司的CCD摄像机来快速清晰的获得图像数据。本文通过对数字图像处理基本方法的研究和改进，得到了适合本系统的图像处理算法，从而实现了对试件应变量的精确测量。本文的图像处理方法包括图像的滤波、图像二值化、边缘检测、亚像素边缘检测和边缘直线拟合等，其中边缘检测和亚像素边缘检测的算法是本文的研究重点。由于获取的图像存在噪声，所以为了消除图像数据中的噪声，需要对采集的图像进行平滑滤波。然后对滤波后的图像进行二值化处理，从而得到二

3、值图。在此基础上，通过边缘检测提取出试件的线廓图，本文选用经改进后的CaI'Lr)y边缘检测算法作为整像素级的边缘检测方法，对图像边缘进行了整像素级的提取。此时，即已实现对图像边缘的像素级粗定位。为了在不增加硬件成本的前提下有效的提高测量精度，本文采用基于插值法的亚像素边缘检测的方法对得到的线廓图进行亚像素精确定位。在对图像边缘亚像素细分后，利用最小二乘线性回归法对得到的边缘离散点进行直线拟合，并得到直线方程，从而得到两标记之间的像素距离。最后，用得到的像素数乘以标定系数，从而求出试件的实际尺寸，并对实验结果进行了误差分析。基于机器视

4、觉的变形实时测量系统是在WindowsXP操作系统下，以VisualStudi02010为开发工具，通过配置Qt5．0进行了测量系统的界面设计，并结合使用Opencv开源机器视觉库来进行图像处理算法的开发和设计，采用面向对象的程序设计方法开发而成。该测量系统软件基本实现了金属拉伸试验中变形量的非接触实时测量，能与试验基于机器视觉的应变测量技术研究机测控软件结合，实现变形实时测量与控制为一体的测控系统，可以应用在实际工业测控系统中。关键词：机器视觉；应变测量；边缘检测；亚像素边缘检测济南大学硕士学位论文AbstractWiththera

5、piddevelopmentofmaterialtechnology,avarietyofnewmaterialsappeared，andhasbeenwidelyusedinrelatedresearchareas．Theperformanceofthematerialisthemainfactoraffectingthequalityofproducts，therefore，anaccuratemeasurementofthematerialperformancebecomesparticularlyimportant．Inthe

6、measurementforthedeformationofthematerial，thestrainmeasurementisanimportantpartinthetensiletestofthematerial．Comparedwiththetraditionalcontactstrainmeasurement，strainmeasurementbasedonmachinevisionisofhighprecision，non—contactandSOon．Inthispaper,makingthetensiledeformat

7、ionofmetallicmaterialsasthebackground，andanalyzingtherequirementsofthetensilepropertiesforthemetalmaterial，amethodofstrainmeasurementforthedistortionbasedonmachinevisionispresentedandfurtherstudied．Meanwhileasetofreal-timedistortionmeasurementsystemofthematerialbasedonm

8、achinevisionisdeveloped．Thisarticlefirstlyintroducestheresearchstatusathomeandabroadaboutthereal—timemeasureme