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球压试验是许多产品安全标准中考核热塑材料的耐热特性的重要试验,产品球压试验结果的合格与否与球压试验的压痕大小相关。球压压痕是在加热箱里由球压试验装置对样品施加一定压力所获得,国标要求压痕直径不超过2.0mm为合格。在此,检测的关键在于明确所要测量的压痕是指压力球和样品表面相切圆的直径而非整个压痕的直径。
目前球压试验压痕尺寸的检测大多采取的方法是在显微镜下通过游标卡尺测量.该方法很大程度上取决于测量人员的经验判断,效率较低且容易产生错误。鉴于此,本文提出一种直接用视觉检测和图像处理技术来实现压痕尺寸自动测量的方法,该方法通过图像采集系统拍摄压痕图片,然后将其送入计算机处理并计算,实现对压痕边缘快速而有效的提取。本文针对球压压痕的特点,主要进行了以下几个方面的研究和分析:
1、介绍了图像测量技术的检测原理和球压试验压痕尺寸测量的研究背景,制定了检测系统的总体方案,设计了合适的照明方案和图像采集系统,详细介绍了各图像采集设备的选择原则及参数配置,搭建了检测系统的硬件实验平台,并通过实验验证了系统的成像效果。
2、分析对比各种图像处理算法,设计了一套符合本课题中球压压痕特点的图像处理算法,包括使用中值滤波和直方图对比度线性变换相结合来进行图像预处理、OTSU阈值法和canny边缘检测法相结合进行图像分割以及用形态学算法进行图像分割后处理等,并通过大量实验验证了算法的可行性.
3、针对已处理的压痕图像,结合点Hough变换的快速性和亚像素细分的精确性,采用基于点Hough变换的亚像素检测算法对有效压痕圆进行圆心定位和直径检测,并对检测结果进行标定。
4、对系统进行了大量的重复性精度试验和测量稳定性试验,同时采用逆向工程的方法对本文算法精度进行了验证,并对检测系统的误差来源进行了全面分析,提出减小误差的有效研究方向。最后,简单介绍了程序界面。