钻头质量检测系统设计开题报告(5)
采用的硬件：
1.运用德国IMAGINGSOURCE 500W像素数字工业相机，提高系统设备的检测精度，保证配件之间衔接紧密，稳定性。
2.采用了fujinon 百万像素的工业镜头，清晰线路图像。
3.(英诚图像)自主研发视觉检测LED光源
4.软件自动测量排线位置，避免了人工插件等不良品，提高生产效率。
4 方案论证
4.1 检测系统的总体结构设计
本文的目的是对刀具的几何参数(半径、长度、角度等)进行检测，开发刀
具几何参数的检测系统，精度和稳定性是我们着重要考虑的因素。由整体结构示意图可以获知，整体结构共包括四部分:机械系统、控制系统、成像系统和软件系统，这四部分相互联系，由于篇幅关系本文只介绍成像系统和机械系统构成的检测系统，不介绍另外两个系统。成像系统包括镜头、传感器、转接卡、光源、计算机五部分
上图为刀具参数检测的流程图，系统由成像单元(光源、刀具、镜头、图像传感器、转接卡、计算机)和软件单元(驱动、图像采集、处理、测量、定位、显示)组成光源发出的光经照明光路后平行的照射到固定在机座上的刀具，刀具影像经透镜放大聚焦在图像传感器的光敏面上，图像传感器将图像光信号转化成电信号，并完成图像信号的模数转换，图像信号经过图像增强、滤波、边缘检测等一系列图像处理后，检测出刀具边缘，根据标定的结果和相应的算法计算出刀具的几何参数并显示在计算机上。
4.2 照明系统
4.2.1 光源和照明方式
凡是能将其他形式的能量转化成光能的设备或工具统称为光源。本课题对测量精度要求较高，光源能够提供稳定、均匀的照明环境，使采集到的图像容易进行处理，便于提取参数提高精度，所以本系统需要光源作为辅助设备。在选取光源时需要从以下几方面进行考虑:(1)光源强度。光源强度过低，系统获得的信号过小，使检测无法正常进行，有时也会导致系统工作的非线性，可能损坏系统，同时也导致不必要的能源损耗;(2)光源稳定性。包括对光源波长稳定性及功率稳定性的要求;(3)也需要考虑灯丝的结构和形状、发光面积的大小和构成、光源发光率、颜色、寿命和价格;(4)光谱匹配系数也是考虑的因素，如公式4. 1所示，其主要描述两光谱特性间的重合度和一致性，式中砚为波长入是光源光辐射通量的相对值，S}为波长入时光电探测器灵敏度的相对值。
光源的分类方法很多，按发光形式可分为:热致发光电光源(如白炽灯、卤钨灯等)、气体放电发光电光源(如荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物等)和固体发光电光源(如LED、场致发光器等)。按照光源的几何形状可分为弯形光源、环形光源、方形光源、圆形光源等。LED与其他光源相比有多优点，如下表所示:
检测系统中所用到的照明是将光源发出的光照射到被测件上，突出被测件的特点，使采集到的图像方便在视觉软件上处理。本文中的照明方式是指摄像机、被测件和光源三者之间在检测系统中的相对位置。在选取照明方式需要考虑到被测件的表面粗糙度、平坦性、大小、镜头数值孔径和视场等。常见的照明方式有背景光照明、侧面光照明、同轴光照明和掠光照明。(1>背景光照明。将摄像机和光源置于被测件的两侧，摄像机在采集图像时，被测件本体部分遮挡住了部分光源，因此背景光照明能够充分突出被测件的边缘，增加对比度;(2>侧面光照明。将摄像机和光源置于被测件的同侧且光源与被测件所成角度大于零度，这种照明方式加强了侧面光，可以加强空间的深度感和立体感;(3)同轴光照明。摄像机采集图像的方向同照明光源的照射方向一致，这种照明方式减弱了空间的深度感和立体感;(4)掠光照明。光源与物体接近在同一水平线上，这种结构能够显示被测件的表面结构。
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