论文部分内容阅读
微细管道或小尺寸特征内孔在航空航天、汽车、能源和化工等领域的重要部件中应用越来越广泛，实现对微细管孔内壁缺陷检测及形貌测量对现代工业制造、质量控制及安全保障有着十分重要的意义。目前的方法如内窥镜、光学探头和微型管道机器人等，往往存在需要人工介入进行抽检、结构复杂或效率不高等不足，难以满足实际要求。本文研究了一种能够实现微细管孔内壁缺陷的自动、快速、高精度测量方法，利用特殊的光学传输部件，完成了光源导入和图像信息导出，结合机器视觉原理和图像处理算法，实现了对微细管孔内壁缺陷尺寸和位置的精确检测，并通过建模、实验等手段进行了系统精度分析，完成了对系统性能的评估。论文完成的主要工作有：1、分析了现有管孔内壁缺陷检测方法的特点和适用范围，结合工业生产和质量控制的客观需求，研究了将传统机器视觉应用于微细孔壁缺陷检测并能够实现快速、全面、高精度测量的方法。2、研究了缺陷检测系统中光学传输部件的姿态调整方法。通过构建光学传输部件的非对准数学模型，采用图像处理方式进行反馈调节，完成了光学传输部件与被测管孔的对准，保证了系统检测精度及安全，并通过实验验证了姿态调整方法的可行性。3、完成了基于图像评价的亮度自适应光源系统设计。利用单片机实现了对大功率白光LED光源的嵌入式控制，保证了在不同测量环境下所获得图像的清晰度和稳定性，减少了人工干预，便于实现自动化测量并扩展了系统工作适用范围。4、研究了微细孔壁缺陷检测中的数字图像处理技术。通过对不同阶段不同图像算法的研究，设计了缺陷检测图像处理流程，优化了图像处理算法，并结合实验分析了图像处理引入的误差，为评估系统性能奠定了基础。5、系统分析了缺陷检测中的误差因素，从多个角度进行了理论分析和实验验证，对系统误差进行了合成和评估，完成了系统性能分析。