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1、南京航空航天大学 硕士学位论文 基于机器视觉的人造大理石台板表观质量检测系统设计 姓名：方强 申请学位级别：硕士 专业：机械制造及其自动化 指导教师：李亮 20090301 南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘 要 人造大理石台板表面质量检测系统是集光、电、机械、计算机、数字图像处理等技术于一 体的检测控制系统，应用于人造大理石生产过程中，可以完成生产线上产品的无损在线检测， 实现对台板表面微小凹坑的检测定位、台板花纹均匀度的自动检测分级的功能，具有高效、快 速、准确的优点。从而可以保证产品质量、提高产品检测效率、降低劳动强度、改善工作环境。 它的使用可以大大提高人造大理石生产线的自动化程度，
2、拥有广阔的前景。 本文在深入研究机器视觉理论和数字图像处理方法的基础上，设计了一套人造大理石台板 表观质量检测系统，编制了台板表观质量检测系统软件。论文对以下几个方面进行了研究： 1、 对比不同边缘检测方法对台板表面凹坑图像进行检测的效果， 通过实验方法找到了优化 的预处理和锐化方法；比较了不同的阈值分割方法，并确定以最大熵阈值法作为图像二值化阈 值选取的方法；通过使用改进的区域填充扫描线算法来获取台板表面信息。 2、对人造大理石台板表观质量检测系统进行了总体设计，并对光源系统、触发系统及图像 采集系统提出了具体设计方案。 3、提出了人造大理石台板表面花纹均匀度检测方法，在实验测量的基础上，建
3、立了至尊杜 邦系列 MYD5060 型台板花纹均匀度检测标准。 4、使用 VC+6.0 编写基于 OpenCV 函数库的系统软件，实现了人造大理石台板表面图像 采集、表面凹坑检测和花纹均匀度检测的功能。 关键词：关键词：机器视觉，人造大理石，OpenCV，边缘检测，凹坑，均匀度 基于机器视觉的人造大理石台板表观质量检测系统设计 ii Abstract The artificial marble surface quality detection system is a whole detection control system integrated with the technology o
4、f optical, electronical, mechanical, computer and digital image processing. This system, which is used in the area of the artificial marble production, can accomplish the on-line nondestructive testing with the product on the production line. It can also implement detection and location to the minim
5、al pit, as well as automatic classification of the pattern evenness on the bedplate surface with high efficiency and high speed. The system helps ensure the product quality, reduce labor intensity, and improve the efficiency of product detection and the working environment. The application of this t
6、echnology greatly enhances the automation degree of production line and has a promising prospect. By thoroughly researching the machine vision theory and the digital image processing method, a bedplate surface quality detection system of artificial marble was designed and the bedplate surface qualit
7、y detection software was developed. A list of research work was done as follows: 1. The result of different margin processing method to the image of the bedplate surface crater was compared. The optimized pretreatment and edge sharpening method was found through experiment. By comparing different th
8、reshold segmentation methods, the maximum entropy threshold method was chosen the way to select image binary threshold and to acquire the image information. 2. The overall design of the bedplate surface quality detection system of artificial marble, especially the light source system, the trigger sy
9、stem and the image collection system was finished. 3. A method to detect the pattern evenness on the bedplate surface was proposed and a testing standard of the pattern evenness on the bedplate of ZHIZUN DUBANG series MYD5060 was also established. 4. A system program based OpenCV was developed under
10、 the environment of VC+6.0 language, including secondary development software of Canon camera, and the detection program of pit and pattern evenness on the bedplate surface. Key words: machine vison, artificial marble, OpenCV, edge detection, pit, evenness 基于机器视觉的人造大理石台板表观质量检测系统设计 vi 图清单 图 2.1 图像处理流
11、程图.5 图 2. 2 对比度增强直方图均衡化在课题中的应用.8 图 2. 3 对图 2.2(b)做边缘检测.12 图 2. 4 对图 2.2(d)做边缘检测.13 图 2. 5 对图 2.3(g)使用不同阈值化法二值化.18 图 2. 6 对图 2.4(g)使用不同阈值化法二值化.19 图 2. 7 邻域平均法和中值滤波法比较.21 图 3. 1 人造大理石台板自动检测系统结构图.23 图 3. 2 人造大理石台板自动检测系统三维图.24 图 3. 3 系统工作原理图.25 图 3. 4 线阵 LED 示意图.27 图 3. 5 光照条件下凹坑区域示意图.27 图 3. 6 LED 长方形面光源示意图.28 图 3. 7 凸透镜成像示意图.32 图 4. 1 OpenCV 中图像结构示意图 .38 图 4. 2 EDSDK 对象的结构层次 .45 图 4. 3 EDSDK 的输入输出对象示意图 .46 图 4. 4 拍照程序流程
