光纤环绕制图像监测算法研究

作     者：王娟 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨瑞峰

授予年度：2014年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：光纤环 图像监测 边缘检测 评价标准 Labwindows/CVI 

摘      要：光纤陀螺是一种惯性传感器，它是通过检测光纤环中顺向传输光、逆向传输光的光程差来测量载体角位移和角速度的。而光纤环既是两束干涉光传播的路径又是传播的载体。光纤环绕制品质的高低将直接影响到光纤陀螺工作的精准度。 针对光纤环绕制特点，课题采用非接触式的机器视觉系统对光纤环绕制过程进行实时监测，在满足系统实时性要求的前提下获得清晰的边缘检测图像，以便后续处理使用。 课题以绕制的光纤环边缘为研究对象，根据光纤环绕制性能要求和绕制时间要求，选择合适的硬件采集器件和图像处理算法。图像的采集是监测系统的输入，采集到的图像质量好坏直接影响后续图像处理的精度和可靠性。图像处理算法的研究是光纤绕制监测技术的核心，在图像处理中，先完成图像滤波和图像增强等预处理算法研究和应用;然后应用经典边缘检测算法、Canny边缘检测算法和提出的基于K-means聚类的边缘检测识别算法进行边缘提取，在MATLAB图像处理软件中完成仿真实验;最后对处理结果从连续性、光滑性、定位精度、仿真时间、边缘像素宽度等方面进行综合评价，选定满足系统性能和实时性要求的边缘检测方法。设计Labwindows/CVI的上位机人机交互软件控制平台，对光纤环绕制过程进行实时数据显示和过程监测，实现图像采集、图像处理、图形化显示等一体化功能。