基于机器视觉大直径在线检测算法及误差模型的研究

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4、hoolofMechatronicEngineeringZhengzhouUniversityofLightIndustryZhengzhou450002,P.R.ChinaMay2016郑州轻工业学院学位论义原创性声明本人郎重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作出了明确的声明并表示了谢意。本人学位论文与资料若有不实一切相关的法

5、律责任愿意承担。，学位论文作者签名：言ｔｆ＾ｔｗ《年ｒ月乂日郑州轻工业学院学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于郑州轻工业学院。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可＾１乂将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可ｐ，ｘ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文一。同时，本人保证业后结合学位论文研究课题再撰写的文章，毕律注明作者单位为

6、郑州轻工业学院。保密论文待解密后适用本声明。＿学位论文作者签名＾、：毯舊指导教师签马名：张克峰却／含年ｒ丹日如ｉ／《年／月７＾日摘要随着现代工业的高速发展，各种大直径工件得到了广泛的应用，相应的直径测量要求也越来越高，尤其在高端装备制造业、高精密测量等行业中更为突出。对大直径高精度测量的研究，已经是现今在线测量的一个研究热点，尤其是服役状态下大直径工件的在线监测研究，它对于保障安全有着重要的意义。本论文以列车轮对为研究对象，利用光电检测技术对轮对直径在线测量方法进行研究，不仅可以得到轮对直径大小，而且

7、可以获得轮对踏面擦伤、磨损等重要信息，对保障列车安全行驶有重要意义。本论文详细介绍了相机测量原理及其标定方法。在张正友标定法的基础之上，利用相机和激光器特殊位置关系提出了多平面标定方法，建立了虚拟空间坐标尺，实现了相机快速标定，该技术不仅满足了列车轮对直径在线测量要求，还为其他相关行业的测量提供了理论依据。研究了线结构光中心提取方法，提取到了亚像素的光条中心。在此基础之上，提出了一种基于传统弦高法进行改进的直径计算方法，避免了传统弦高法由误差放大原理带来的较大误差，满足了精度要求。搭建了通用试验平台，完成了标定试验、直径测

8、量试验等。该试验平台不仅可以满足本试验要求，还可以用在其它曲面的测量，具有很好的通用性。本论文最后建立了GUI界面，使得试验操作处理变得简单易行。对测量结果进行详细的误差分析，分别从系统误差和随机误差着手找出其误差来源，建立了误差分析模型。关键词：大直径测量，CCD标定，线结构光，GUI界面，弦高法IA