图像处理技术在零件尺寸测量中的应用

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1、本科毕业设计（论文）开题报告题目名称：图像处理技术在零件尺寸测量中的应用题目类型：毕业设计学生姓名：天意枭雄专业：机械电子工程学院：机械工程学院年级：2012级2016年3月5日一、选题背景、研究意义及文献综述1、选题背景机械零件几何形状和尺寸的高精度测量一直是工业生产和科学研究的重要部分。机械零件几何形状和尺寸其检测精度和速度会直接影响着生产效率和产品的质量，检测结果则是对生产过程进行控制的重要指标，对于机械零件几何形状和尺寸的检测主要包括:机械零件的结构尺寸、机械零件外形轮廓以及机械零件的位置公差等。对传统的机械零件几何形状、尺寸检测手段主要有卡尺、量规、万能工具显微镜、轮廓仪

2、等，然而卡尺、量规等最常见也最基本的检测工具测量精度不高;万能工具显微镜、轮廓仪等专用类检测仪器不仅价格昂贵而且使用起来很复杂。随着现代工业的发展和进步，特别是一些现代化的机械加工检测产业，对机械零件尺寸测量的精度和速度要求越来越高，这些传统的检测手段很难完全满足现代化工业生产的发展需求[1]。2、研究意义与传统测量手段相比，图像测量技术具有以下优点:1、由于光的传播速度极快，图像测量不仅适用于静态测量，也适用于动态测量。2、由于光路系统可以获得很高的信号放大率，因此测量的准确度非常高，通过选择合适的缩小或放大镜头，可以对不同尺寸大小的工业零件进行测量，极大地扩大了测量范围，灵活性

3、得到了极大提高。3、图像测量技术采用了“图像”这种信息含量非常丰富的载体，同时以数字图像处理技术为理论基础，大大增强了它对复杂结构和异形曲面的测量能力。总之，图像测量技术测量精度高，灵活性好，动态范围大，高效，经济，无须配置复杂的机械运动装置，对环境也没有特殊的要求，非常适合于一些传统测量手段无法实现的现场使用。除此之外，图像测量技术还能够代替人工在不安全的环境中完成测量任务，达到无接触检测的目的。所以对图像检测方法的探讨和研究，具有十分重要的理论及现实意义[2]。3、文献综述随着数字技术、光电技术及计算机技术的发展，出现了一种新的检测技术，我们称之为图像测量技术。图像测量就是检测

4、被测对象时，把图像当做检测和传递信息的手段或载体加以利用的测量方法，其目的是从图像中提取有用的信号，它是以现代光学为基础，融计算机图像学、光电子学、计算机视觉、信息处理等科学技术为一体的现代检测技术。图像测量技术的测量原理是通过对被测物体图像边缘的处理和计算从而获得物体的几何尺寸参数，实现对物体的精确测量[3]。3.1图像测量技术的国内外发展状况3.1.1国外发展状况国外对图像测量技术的研究早于中国。比如美国、日本、德国等发达国家在上世纪60年代已经开始着手对图像测量技术进行研究。但随着计算机技术、光学技术、传感器技术、信息技术的发展，直到上世纪90年代，图像测量技术才逐渐成为一个

5、研究热点。图像测量技术的发展与CCD摄像器件技术的发展有很大关系。CCD在国外问世于上世纪70年代，随着CCD摄像器件制作工艺的不断改进，图像测量技术的发展也日新月异。目前，许多科研机构将CCD摄影器件及光学仪器结合一块应用于图像测量技术中。比如瑞士Hauser公司研制的H602型光电测量投影仪，该投影仪是在普通投影仪的基础上，加上计算机处理系统及高精度光栅定位系统，以CCD摄影器件作为光电瞄准头，进行动态瞄准和采样，从而实现了测量的高精度和高效率。瑞典Johansson公司制作的三坐标测量仪，该设备采用面阵CCD摄影器件作为光电接收器件，用计算机进行非接触图像处理，从而来实现快速

6、的图像处理和自动测量任务。美国OGP公司利用变焦技术研制的一款图像测量系统，该图像测量系统可实现随时对系统进行标定，且测量精度很高。日本三丰公司研制的三坐标CNC图像测量机，可以实现对形状复杂的零件进行高精度测量。虽然，图像测量技术的研究已经取得了很大成就，但是，在时代对制造技术和测量技术提出的要求越来越高的情况下，显然现在对图像测量技术的研究还远远不够。未来图像测量技术应朝着以下方向研究:1、图像测量技术必须朝着高精度化、高效率化方向发展。2、图像测量技术需朝着实时在线测量方向发展。3、图像测量技术需朝着复杂零件外形测量方面发展[2]。3.1.2国内发展状况图像测量技术我国是从上

7、世纪80年代中期开始研究的，当时西安交通大学的蔡元龙教授成立了图像处理实验室，形成了一支稳定的专业研究队伍。但到90年代才开始得到重视。90年代末，随着半导体技术、光学、电学、图像学等技术的发展及计算机性能的快速提高，我国在图像测量方面的研究进入了一个新的阶段。上世纪80年代，我国最典型的应用是使用线阵CCD进行物体长度的在线测量，比如对钢管半径的测量，但由于每个像素的间距不可能太小，所以精度比较低。到了90年代，我国图像测量技术的研究领域已经十分广泛，比如在图像处理