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基于视觉测量的异形孔轮廓测量系统研究

朱辉  
【摘要】:本文从研究国内外典型视觉测量技术方案出发,总结出各类方案的应用范围与条件。提供一种新的视觉测量技术方案,改善当前无法对核电支撑板异形孔轮廓进行有效测量的现状。预研了基于视觉测量的异形孔轮廓测量系统,满足我国核电工业的发展过程中对高精度、高效率测量技术的现实需求。 首先,本文根据核电支撑板异形孔的测量精度要求,确定了仪器总体设计指标。并从整体把握,创新性地提出基于面阵图像传感器逐孔推扫视觉测量的技术方法,并据此制定了系统的总体设计方案。通过理论分析并结合实验验证,确定了符合本文系统要求的主要硬件选型。 其次,建立了模拟仿真实验系统。在实际工作中,由于拍摄图像时成像放大倍率变化,引起图像分辨率发生改变。采取如下方法解决,并论证系统的可行性及测量精度:1、仿真生成任意规定分辨率图像;2、提出基于光谱解析的图像预处理方法,最大限度地保留边缘轮廓信息;3、在探讨了Snakes模型能量函数定义方法的基础上,实现边缘轮廓高精度定位提取;4、提出近似曲率可分辨的圆弧曲率半径与离散近似步长的数学关系,并应用上述成果分割轮廓各段曲线;5、拟合测量各段轮廓曲线的几何特征参数;6、按各段轮廓曲线的精度要求,进行误差精度分析。 最后,应用本文的研究成果,仿真测量系统实现了图像轮廓的高精度提取与分割,及拟合测量其几何特征参数功能。应用误差分析与合成理论,论证了系统的可行性,为进一步仪器研制工作提供理论基础和数据支撑。实验验证了轮廓提取方法与基于曲率特征分割轮廓方法配合使用,可实现部分柔性测量功能。


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