文档介绍：浙江大学机械工程学系
硕士学位论文
面向成型生产的视觉式缺陷识别技术及应用研究
姓名:毛锋
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:张树有
20100101
摘要成型生产是工业产品最具优势也是最主要的加工方式,采用机器视觉技术实现成型生产的实时监控,对提高生产效率和产品质量具有重要意义。为此,提出了面向成型生产的视觉式缺陷识别方法与技术。本文研究工作包括三项关键技术和一套应用系统:模腔异物识别技术,表面缺陷识别技术,制件外形匹配和检测技术,以及分级模块化双模式视觉式缺陷识别系统。取得了四项创新:图像的多分辨散度图分析技术,信号的瓾变换序列分析方法,基于小尺度小波变换的边缘自适应提取技术,基于多尺度小波的形状多分辨检测技术。本文的组织结构为:第一章,阐述了面向成型生产的视觉式缺陷识别技术,综述了国内外机器视觉检测方法及关键技术的研究及应用现状,指出其在成型生产监控中意义与研究应用的不足,介绍研究内容和论文结构。第二章,研究图像变化识别存在的两大难点,分析图像之间的回归关系,提出基于散布图的异物识别方法,通过构造样条生成回归线、散点离差统计获得匹配置信区间,实现了检测的光照无关性。提出结合多分辨的散布图优化技术,通过对两幅图像分别进行同阶小波分解,获得了消除边缘细节的逼近图像,实现了检测的几何偏差无关性。通过本章技术对监控图像进行分析,判断成型模具中是否残留异物,实现了模具自动保护。第三章,分析图像中不同对象在瓾变换序列中的行为,研究结构元素尺寸对分割对象的影响,提出信号的甌纸馐骱投韵笃追治龇椒ǎ岢鲎罴殉叽缁袢『湍标修补技术,实现了具有准确性和完整性的缺陷自适应提取。通过本章提出的技术对模腔及制件表面进行检测,识别其是否存在划痕、麻坑、流痕或龟裂等缺陷,实现了模腔和产品表面质量的监控。第四章,研究在复杂背景下目标边缘的特征,分析小波尺度对变换结果的影响,提出基于小尺度小波变换和边缘完整性连接的边缘定位技术,实现了目标轮廓的完整提取。提出了小波多分辨的形状分析方法,实现了起点无关的轮廓曲线小波变换,在粗尺度下完成形变判定,在细尺度下完成轮廓缺陷精检测。通过本章提出的技术,捕获制件或模具外形,分析轮廓是否发生曲翘形变、破损或飞边等缺陷,实现了模具和制件外形质量的监控。
第五章,介绍了面向成型生产的视觉式缺陷识别原型系统的开发及应用验证。阐述了硬件和软件平台设计的约束和关键要素。硬件设计包括图像采集、光照和传输等设备及互相间的连接。软件设计包括以去噪增强、边缘检测、区域分割、角点提取、模板匹配和纹理分析等为元素的工具集,以及信号处理、数学形态学、统计学、图形学等算法库。最后,利用自主开发的原型系统对成型生产中的异物、表面缺陷和形状异常进行了应用,验证了本文方法技术。第六章,总结了本文的研究成果,并指出了今后研究工作的方向。关键词:成型生产;机器视觉;异物识别;缺陷检测;形状匹配;瓾变换;小波多分辨分析;浙江大学硕士学位论文面向成型生产的视觉式缺陷识别技术及应用研究
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致谢在我的硕士论文完成之际,我要向所有关心、帮助和鼓励我的人表示衷心的感谢。感谢我的导师张树有教授。在我整个硕士研究生求学过程中,张老师从学⒖蒲小生活和做人等各个方面给予我细致的关怀和认真的指导。张老师的诚信、正直的价值观,积极、自省的人生态度,追寻理想、求是创新、勤奋严谨的科研精神,给了我极大的启发。小到如何写论文的摘要,大到如何发现兴趣并有效执行,张老师都以求是的精神和实际的行动给予我深刻的诠释。“一日为师,终身为师”,这句话表达了我对张树有教授最崇高的敬意和最衷心的谢意。感谢中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授、浙江大学工程与计算机图形学研究所所长谭建荣教授对我研究工作的悉心指导和学业上的关心、