基于视觉的钢球表面缺陷检测与识别

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1、西安理工大学硕士学位论文4．4．2几何矩⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．364．5分类器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．384．6本章小节⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．395系统软件设计及实验数据分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯415．1系统整体结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4l5．2钢球缺陷检测软件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4l5．2．1软件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．415．2．2软

2、件构成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一425．2-3软件界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。425．3实验数据分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．435．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．456总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．47致{射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．49参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5lVI绪论1绪论1．1课题

3、的研究背景及意义从国民经济发展的角度来看，机械行业的技术水平代表了一个国家现代工业化的程度。轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件，目前，轴承行业中需要急迫解决的问题是有效降低轴承噪音从而达到提高轴承质量的目的。轴承中作为滚动体的钢球，是重要的零部件，故其表面缺陷是影响滚动轴承质量和动态性能的重要因素。根据目前轴承行业相关资料显示，影响轴承振动和噪音的主要因素包括钢球表面缺陷、内圈及外圈其比例为10：3：1[M】，可见钢球表面缺陷是最为主要的因素，由此可以证明为什么国内外的轴承相关行业对钢球表面缺陷检测与分类技术十分重视。伴随着科技的发展，加工工艺相应的提高，但实际生产加工中不可能保证全

4、部钢球的质量，所以钢球表面缺陷检测与分类是生产环节中的一个重要组成部分。随着工业自动化水平的不断提高，设计合理的钢球表面缺陷自动检测与识别系统成为研究的方向。近些年来国家整体实力的不断提高，我国机械加工行业取得了举世瞩目的成就，伴随着一些重大攻关项目的不断上马，目前轴承行业可以生产加工直径范围为O．3．200多mnl的钢球，精度为G5．G1000的钢球，主要材料为GCrl5。应用于航空航天科技、和谐号动车项目中的轴承，由于其工作环境的特殊性，钢球往往需要耐高温、耐高压、超强的耐磨性，所以普通材料制成的钢球难以满足。伴随着基础材料科学领域科研成果的不断涌现，目前我国已能应用包括9CRl8、3

5、CRl3、不锈钢、钛合金钢以及陶瓷等材料生产加工钢球。轴承工业的快速发展，也带动了钢球产业的发展。经多数十年的发展，我国钢球生产加工工艺水平日益提高，相关领域的科技水平也迅速发展，总的来说整个行业的市场规模已经相当的可观了。以我国轴承生产中的重点龙头企业瓦房店轴承厂、哈尔滨轴承厂和洛阳轴承有限公司等为例，他们的轴承及配套产品具有较高的市场占有率。国内轴承生产厂家数以百计(表1-1)和钢球生产加工企业更是遍布全国(表1．2)，目前的市场总规模已经超过30亿元人民币。表卜1国内轴承生产的主要企业Table1—1Beatingpartsforpartialdomesticfactories序号轴

6、承生产加工企业1洛阳LYC轴承有限公司2瓦房店轴承有限责任公司3哈尔滨轴承有限公司4万向钱潮股份有限公司西安理工大学硕士学位论文5人本集团有限公司6浙江天马轴承股份有限公司7西北轴承股份有限公司表1—2国内主要钢球生产厂家Table1-2Steelballforpartialdomesticfactories序号部分较大钢球生产厂家l哈尔滨轴承集团公司钢球制造分公司2郓城县帅鑫钢球厂3洛阳LYC轴承有限公司钢球厂4山东东阿钢球有限公司5河北省亚鑫钢球厂6常州市飞鸽钢球有限公司7山东鲁鑫钢球有限公司8安徽省凤形耐磨材料股份有限公司9安徽宁沪钢球有限公司10上海斯必克钢球厂11山东省郓城县水浒

7、钢球厂同时，我国钢球进出口市场也相当的可观。据统计资料反映，2003年我国轴承滚动体(主要是钢球)出口总量近27148．7吨，约1600个20英尺的标准运输集装箱，共创外汇约5322．5万美圆，从出口与内销之和的总量上来看，是其他生产国家望尘莫及的。但是仔细分析就可以发现，我国所生产的钢球在大量的出口，与此同时又需要从国外大量的进口，据统计数据2008年进口量约为2630吨，花费外汇约2828。5万美圆，经分析发现进口总