基于机器视觉的电磁式指示仪表校验装置研究

作     者：费丽娜 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：浦昭邦

授予年度：2006年

学科分类：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] 

主      题：图像处理 仪表校准 CCD 指针识别 

摘      要：计量检测部门要对指示仪表进行校准和检定,以确认指示仪表是否合格。目前该工作中的表盘读数获取主要由人来完成的,这种采用人工读取和记录表盘数据的方式,存在着工作效率低,检测精度难以保证等缺陷。如何解决上述问题已越来越引起计量检测部门的关心,本文论述了基于机器视觉方法的指示仪表检测技术,以CCD摄像机为基础,通过图像处理和图像识别技术进行指示仪表的自动校准。 论文论述了电磁式指示仪表表盘指针和刻线位置的数字图像处理和图像识别方法以及电压表、功率表校准的实现过程。给出了基于机器视觉的电磁式指示仪表校准装置的组成结构。分析并研究了可用于指针图像处理的图像分割、图像滤波、边缘点提取、直线拟合、平行直线求距等运算方法。采用投影算法、减影算法、Hough变换等方法进行预处理,拟合出指针直线方程和长刻线直线方程。根据拟合出的指针直线方程和长刻线直线方程计算出两者之间的距离,并根据预先设定的阈值,判断两者是否重合,如未重合,则驱动标准源,根据判断更改指针位置,并再次判断,直到重合。这就完成了一次校准过程。 为了解决了原有三维平移台量程较小和原有光源无法实现多种类型仪表检测的缺陷,改进设计了三维平移台,用于调节被校准仪表和光源的位置;改进设计了光源,实现光源亮度可调。改进了标准源和计算机之间的通讯算法,设计了电流表和功率表自动校准模块。经过大量实验证明,该系统重复精度达到28μm,远高于人工最佳状态下70μm的校准精度。校准时间由人工校准20分钟减少到12分钟。