基于多角度光源影像的轴承表面缺陷检测系统
发布时间：2023-05-07 23:19
轴承作为现代机械设备中最为常见的一种基础零件,以其转动、支撑、顺滑的基础功能为各类常见的机械产品所使用。因此各类不同品种不同型号的轴承的需求量也是居高不下,当前世界的轴承生产工业已经发展成为包含多种类、大规模、新技术的完整产业链,而且自2005年以来,随着我国对各类轴承需求量的日益增加,我国也已经成为世界第三轴承生产大国。目前,轴承的使用已存在于机械类设备的方方面面,在生产和使用过程中难免会出现缺陷,而如果将有缺陷的轴承投入使用对于设备会产生不小负面影响,甚至于造成设备的损坏,对使用者带来巨大的损失,所以针对轴承的缺陷检测技术至关重要。随着近代机器视觉和自动控制领域的快速发展,已经基本摆脱人工性质的轴承检测体系,基于机器视觉与自动控制的自动化检测系统已经愈发成熟。针对轴承表面缺陷的检测方法也是层出不穷,但由于轴承本身的反光特性,且结构较小,传统的单光源光照检测方法无法对轴承表面缺陷达到完美的检测效果。本文中,提出基于多角度光源光照的轴承图像采集方式,首先通过同轴光源光照条件下,拍取一张边界与文字标识清晰的图像,用于轴承的定位区域划分和文字识别,之后使用在多角度光源光照条件下拍摄的多张图...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的来源与意义
1.2 国内外研究动态
1.3 课题主要负责工作
2 检测系统的总体规划与分析
2.1 常见的轴承表面缺陷
2.1.1 轴承表面缺口
2.1.2 轴承表面污渍
2.1.3 轴承表面瘪盖
2.1.4 轴承表面划痕
2.2 搭建完善软硬件系统的前提与核心
2.2.1 文字标识提取
2.2.2 通信交互
2.2.3 硬件系统的搭建
2.2.4 图像处理算法
2.3 检测系统的整体规划与设计
2.3.1 系统要求
2.3.2 系统模块划分
2.3.3 系统模块功能介绍
2.3.4 检测系统的需求分析
2.4 本章小结
3 轴承表面缺陷检测系统硬件设计
3.1 硬件系统的组成及相关模块的工作原理
3.1.1 机械传动模块
3.1.2 光学照明取像模块
3.1.3 PLC控制模块
3.1.4 通信模块
3.2 系统模块所用关键设备的选择与设计
3.2.1 工业相机的选择
3.2.2 镜头选择
3.2.3 工控机PLC的选择
3.2.4 串口通信BD板的选择
3.2.5 多光源照明设备的设计
3.3 硬件系统的运转流程
3.4 硬件系统实物展示
3.5 本章小结
4 轴承表面缺陷检测算法
4.1 轴承缺陷检测方案设计
4.2 轴承图像的采集
4.3 轴承定位
4.3.1 常规圆检测算法
4.3.2 本系统采用的轴承定位方法
4.3.3 本系统采用的轴承区域划分方法
4.4 轴承文字区域的识别与覆盖
4.4.1 文字标识识别
4.4.2 可疑区域的定义
4.4.3 提取可疑区域
4.4.4 神经网络的运用
4.4.5 文字标识的特征及对应神经网络训练
4.4.6 识别文字标识区域
4.4.7 文字标识模板覆盖
4.5 轴承表面缺陷区域检测
4.5.1 轴承常见缺陷分析
4.5.2 轴承缺口与污渍
4.5.4 轴承瘪盖与划痕
4.6 本章小结
5 轴承表面缺陷检测系统软件设计与实现
5.1 系统实现所包含的技术
5.2 串口通信技术的实现
5.3 视频监测窗口的实现
5.4 轴承定位的实现
5.5 轴承区域划分的实现
5.6 轴承文字标识的识别与覆盖
5.7 轴承缺陷检测
5.8 系统界面设计
5.9 本章小结
6 轴承表面缺陷检测系统测试
6.1 系统测试方案
6.2 系统测试用例
6.3 图像算法测试用例
6.3.1 轴承区域划分测试
6.3.2 文字标识检测与覆盖测试
6.3.3 轴承缺陷检测测试
6.4 测试总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3811524
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的来源与意义
1.2 国内外研究动态
1.3 课题主要负责工作
2 检测系统的总体规划与分析
2.1 常见的轴承表面缺陷
2.1.1 轴承表面缺口
2.1.2 轴承表面污渍
2.1.3 轴承表面瘪盖
2.1.4 轴承表面划痕
2.2 搭建完善软硬件系统的前提与核心
2.2.1 文字标识提取
2.2.2 通信交互
2.2.3 硬件系统的搭建
2.2.4 图像处理算法
2.3 检测系统的整体规划与设计
2.3.1 系统要求
2.3.2 系统模块划分
2.3.3 系统模块功能介绍
2.3.4 检测系统的需求分析
2.4 本章小结
3 轴承表面缺陷检测系统硬件设计
3.1 硬件系统的组成及相关模块的工作原理
3.1.1 机械传动模块
3.1.2 光学照明取像模块
3.1.3 PLC控制模块
3.1.4 通信模块
3.2 系统模块所用关键设备的选择与设计
3.2.1 工业相机的选择
3.2.2 镜头选择
3.2.3 工控机PLC的选择
3.2.4 串口通信BD板的选择
3.2.5 多光源照明设备的设计
3.3 硬件系统的运转流程
3.4 硬件系统实物展示
3.5 本章小结
4 轴承表面缺陷检测算法
4.1 轴承缺陷检测方案设计
4.2 轴承图像的采集
4.3 轴承定位
4.3.1 常规圆检测算法
4.3.2 本系统采用的轴承定位方法
4.3.3 本系统采用的轴承区域划分方法
4.4 轴承文字区域的识别与覆盖
4.4.1 文字标识识别
4.4.2 可疑区域的定义
4.4.3 提取可疑区域
4.4.4 神经网络的运用
4.4.5 文字标识的特征及对应神经网络训练
4.4.6 识别文字标识区域
4.4.7 文字标识模板覆盖
4.5 轴承表面缺陷区域检测
4.5.1 轴承常见缺陷分析
4.5.2 轴承缺口与污渍
4.5.4 轴承瘪盖与划痕
4.6 本章小结
5 轴承表面缺陷检测系统软件设计与实现
5.1 系统实现所包含的技术
5.2 串口通信技术的实现
5.3 视频监测窗口的实现
5.4 轴承定位的实现
5.5 轴承区域划分的实现
5.6 轴承文字标识的识别与覆盖
5.7 轴承缺陷检测
5.8 系统界面设计
5.9 本章小结
6 轴承表面缺陷检测系统测试
6.1 系统测试方案
6.2 系统测试用例
6.3 图像算法测试用例
6.3.1 轴承区域划分测试
6.3.2 文字标识检测与覆盖测试
6.3.3 轴承缺陷检测测试
6.4 测试总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3811524
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