基于计算机视觉的弹性元件刚度测量方法研究

摘要

该文研究和探索了利用图像处理技术实现在弹性元件刚度检测中对微位移的测量方法.以弹性元件的刚度测量为对象,采用CCD传感器为转换元件,运用图像采集卡、A/D板卡、光学显微镜、研华工控机等装置,配合软件设计,建立了具有较高测量精确度的弹性元件刚度测量系统.论文首先分析刚度的图像测量方法与传统的测量方法相比较的优势所在;然后从数字图像处理技术的基本原理入手,阐述图像测量系统的测量原理,并提出了一种高精度路径匹配微位移测量算法;最后,给出了实验结果并作了误差分析.论文工作中有创新意义之处是:1、 研究和探索了利用图像处理技术实现在弹性元件刚度检测中对微位移的测量方法,此方法具有非接触、精确度高和速度快等突出优点.2、 对传统的直线边缘检测所使用的最小二乘法进行了分析与改进,采用旋转坐标数据预处理方式,避免了在检测垂直和水平方向边缘导致的系统出错,提高了测量系统的稳定性和可靠性.3、 提出了一种高精度的路径匹配微位移检测算法,提高了测量精度和速度.4、 所设计的软件功能强大,包含了刚度测量,图像调整以及数据的存储和打印等功能,用户界面友好,智能化程度高.

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第一节 引言

第二节 传统的刚度测量方法

第三节 图像测量技术的优越性

第四节 本课题的研究目标

第五节 论文内容编排

第二章 图像测量系统方案设计

第一节 任务与要求

第二节 系统总体方案设计

第三节 系统参数设计

3.1 位移检测系统设计

3.2 加载系统设计

3.3 测试台设计

3.4 总体布局

3.5 软件系统设计

第三章 图像测量技术的基本原理

第一节 图像测量的数学模型

第二节 图像处理技术的基本原理

2.1 图像的灰度直方图统计

2.2 图像滤波

2.3 边缘检测

2.4 边界跟踪

第三节 拟合和匹配检测技术

3.1 曲线拟合的最小二乘法

3.2 图像的模板匹配

第四节 本章小结

第四章 图像式微位移检测系统

第一节 概述

第二节 图像预处理

2.1 图像增强

2.2 边缘提取

2.3 边界跟踪

第三节 微位移的计算

3.1 边界拟合方法计算位移

3.2 路径匹配方法计算位移

第四节 界面设计

第五节 算法设计

5.1 一些重要函数

5.2 算法设计框图

第六节 本章小结

第五章 系统测试结果与分析

第一节 检测系统的标定

1.1 位移检测系统标定

1.2 载荷检测系统标定

第二节 测量结果与结论

第六章 精度分析

第一节 位移测量误差分析

第二节 载荷测量误差分析

第八章结束语

致谢

参考文献

攻读学位期间撰写和发表的学术论文

附录

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