收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

钢板表面缺陷检测技术的研究

程万胜  
【摘要】: 钢板表面缺陷在线检测是提高钢板质量、改进钢板生产工艺、增强钢板生产企业市场竞争力的主要手段,但随着钢板生产技术的不断提高、用户对钢板表面质量要求不断升级,现有的表面检测系统已不能满足当前钢板生产的需要。随着电子技术、计算机技术和人工智能技术的发展,机器视觉技术逐渐成为了钢板表面缺陷检测技术研究的主要方向,到二十世纪末,德国、美国、日本等少数西方发达国家相继研究成功了基于视觉的钢板表面缺陷检测系统,为提高其钢板质量做出了突出贡献;而我国目前在这方面的研究还处于初级阶段,没有可在线使用的产品,一定程度上制约了我国钢板表面质量的提高。 机器视觉表面缺陷检测系统的关键技术是图像的高速采集和实时处理。目前图像采集采用标准摄像机进行,分为线阵和面阵两种方式,线阵通过相对运动逐行扫描采集图像,面阵则通过定时曝光实现图像采集。两种方式都把采集到的图像数据全部输出,在高速高精度要求下,系统数据通讯和实时处理要求很高,采用并行计算机阵列实现,使系统结构庞大、价格昂贵、维护困难,为用户的应用和技术的推广都造成了巨大阻力。从大量图像数据中,及时发现缺陷、描述缺陷和分类缺陷,达到实时处理,满足高速生产过程中在线检测的要求也是目前亟待解决的技术问题。 在分析现有系统的基础上,文中基于模块化、低成本、高性能的原则,开展了表面缺陷检测系统的方案设计和具体实现。对系统各主要部分进行了分析优化,研究了检测系统与被测目标、检测系统内各采集器的同步方法。 采用高速线阵CCD和大规模现场可编程逻辑芯片(FPGA)技术,研制了具有图像预处理功能的完全硬件化高速线阵缺陷采集器。实现了采集器采集图像的同时自动识别缺陷信息,降低了系统对通讯和数据存储、处理的要求。 对缺陷采集系统的光电响应非均匀性和成像几何模型进行了标定研究。建立了系统光电响应模型和几何成像模型。分析了系统光电响应非均匀的主要原因,从系统信号响应的角度,对系统噪声进行了估计,实现了系统非均匀性标定。针对系统成像模型,从静态和动态两种状态分别对系统采集结果中图像坐标和目标坐标进行了标定研究,较正了系统畸变误差。 采用二维最大类间方差法和粒子群优化算法对缺陷图像进行了分割处理,改进了粒子群优化算法中惯性因子的进化策略,提高了缺陷分割速度。对缺陷的一阶统计特征、二阶统计特征和矩特征进行了提取,采用主成分分析(PCA)和独立成分分析(ICA)技术相结合,提取了非相关且独立的特征矢量,对缺陷特征进行了降维处理。 比较了现有分类器的优缺点,采用支持向量机空间球体多值分类原理和有序加权算子相结合的方法,对缺陷样本进行了分类器设计和分类泛化实验。在样本有限的条件下,分类准确率达到了84%。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP274

免费申请
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘斌;华顺刚;欧宗瑛;赵德伟;韩军;;基于断骨轴线预配准的长骨骨折钢板预弯[J];高技术通讯;2010年05期
2 殷恒波;李亨杰;;横切线开卷钢板划伤的分析与处理[J];科技传播;2011年14期
3 高世一;杨凯珍;刘师田;刘正林;;基于数据拟合的激光焊接焊缝图像表面缺陷检测[J];现代电子技术;2011年14期
4 王笑波;刘晔;任德祥;;厚板轧后加速冷却控制过程仿真系统[J];化工学报;2011年08期
5 ;音乐挑战无止境 Marantz(马兰士)SA-13S2 SACD/CD播放机[J];视听技术;2009年08期
6 王晓华;;基于PLC的钢板横切机控制系统设计[J];潍坊学院学报;2011年04期
7 李群;杨子江;王志勇;张国栋;周金明;;首秦4300mm宽厚板轧机板型控制手段分析[J];冶金信息导刊;2010年05期
8 张俊杰;;低温回火炉温度控制系统[J];山西冶金;2011年04期
9 胡鹰;靳绍珍;;基于PCS7的全液压矫直机监控系统[J];工业控制计算机;2011年07期
10 陈健;廖唯;;机器视觉概况及其在轴系部件测量中的应用[J];现代机械;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 伍小华;;钢板表面预处理的加工工艺[A];2011中国钢材加工配送技术学术研讨会文集[C];2011年
2 汪凤;范玉然;尹长华;周俊红;;Q235-B钢板冷弯开裂原因分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
3 潘红良;;TFS钢板生产技术与展望[A];2010年上海市电子电镀学术年会论文集[C];2010年
4 吴志军;黄燎原;应江炜;徐荣明;;L形解剖自锁钢板治疗Pilon骨折的临床分析[A];浙江省医学会骨科学分会30年庆典暨2011年浙江省骨科学学术年会论文汇编[C];2011年
5 韩立强;;基于图像分割技术的汽车发动机缸体表面缺陷检测[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
6 谢良法;袁锦程;;舞钢Cr-Mo钢板的研制与开发[A];第五届全国压力容器学术会议论文集[C];2001年
7 甘云丹;宋力;杨黎明;;弹性体涂覆钢板抗爆炸冲击数值模拟[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
8 杨清文;;前混合磨料射流切割旋转工件的实验研究[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
9 杨清文;;前混合磨料射流切割钢板模型的研究[A];第十届全国特种加工学术会议论文集[C];2003年
10 刘乃强;徐科;;形态学梯度在带钢表面缺陷检测中的应用[A];全国炼钢连铸过程自动化技术交流会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 北京朝阳医院骨科副主任医师 康南;你的后背有没有驮钢板[N];健康报;2008年
2 李文;日本钢板供给吃紧将持续数月[N];中国冶金报;2010年
3 本报记者 魏国林 驻山东记者 张运科;华泰:争做钢板库行业的“泰山”[N];中国建材报;2011年
4 记者 余瑾毅 通讯员 高峰;“瘦身钢板”凸显标准窘境[N];湖北日报;2011年
5 佩然;扩充军备“是蚊子叮钢板,没用”[N];中国国防报;2011年
6 本报记者 王扬 通讯员 焦生旺;2块钢板和7万条编织袋[N];中国煤炭报;2011年
7 北京朝阳医院骨科副主任医师 康南;为什么后背驮着钢板?[N];健康时报;2008年
8 李文;一季度日本钢板供给将继续吃紧[N];中国冶金报;2009年
9 廖建国;日本表面处理钢板开发现状及展望[N];世界金属导报;2009年
10 赵明卫 王一伟 张小平;河北钢铁舞钢钢板出口年获退税4000余万元[N];中国冶金报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张洪涛;钢板表面缺陷在线视觉检测系统关键技术研究[D];天津大学;2008年
2 程万胜;钢板表面缺陷检测技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
3 杨铁滨;基于机器视觉的陶瓷球表面缺陷自动检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 王鹏;基于运动视觉技术的钢球表面缺陷检测[D];哈尔滨理工大学;2008年
5 赵彦玲;基于图像技术的钢球表面缺陷分析与识别[D];哈尔滨理工大学;2008年
6 费军;载去甲万古霉素钢板的研制及防治兔胫骨感染的实验研究[D];第三军医大学;2008年
7 唐良华;载万古霉素-PDLLA钢板与-HA钢板的研制及其机制探讨[D];第三军医大学;2009年
8 李婧;高强度特厚钢板生产工艺研究与应用[D];东北大学;2010年
9 彭向前;产品表面缺陷在线检测方法研究及系统实现[D];华中科技大学;2008年
10 刘伟嵬;冷轧带钢表面缺陷检测中非缺陷信息滤除问题的研究[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖尧;造船厂钢板库布局优化及管理信息系统开发[D];大连理工大学;2010年
2 王军强;板形及表面缺陷检测装置的研究与开发[D];西安建筑科技大学;2010年
3 石军彦;基于线阵CCD钢板表面缺陷检测系统的研究[D];燕山大学;2010年
4 邓细凤;基于图像处理的螺纹表面缺陷检测技术研究[D];重庆大学;2012年
5 郭平;基于机器视觉的钢板表面缺陷检测技术研究[D];南昌大学;2010年
6 马娟娟;木质板材表面缺陷检测技术研究[D];中北大学;2011年
7 李丽娟;基于机器视觉的五金件表面缺陷检测系统研究[D];电子科技大学;2011年
8 韩冷;微小尺寸零件表面缺陷检测与识别技术研究[D];长春理工大学;2012年
9 王玉龙;造船生产钢板物料供应匹配优化问题研究[D];大连理工大学;2012年
10 王成顺;表面缺陷检测GPU并行图像处理技术[D];合肥工业大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026