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原文传递汽车车灯玻壳视觉检测系统的设计与实现

论文题名：	汽车车灯玻壳视觉检测系统的设计与实现
关键词：	汽车车灯;玻壳成型;自动化检测系统;图像处理;边缘检测;BP神经网络
摘要：	车灯灯泡要通过烧制、装架、封排、装头、检验等多个环节，才能实现高速自动化生产。在车灯玻壳成型过程中，由于生产工艺的复杂性、生产环节的高速性、机械控制系统的精度低，在制造和组装等环节不可避免的存在多种质量缺陷。如玻壳破损、脏污污染、端面裂口等外观缺陷和长度、外径、厚度等几何尺寸不符合标准等现象，而这些玻壳是不能进入下一步制造车灯的环节的，必须进行识别、分拣处理。　　传统的人工检测完全不能满足产品质量安全和高速大规模自动化生产线的要求，主要表现在:人工检测精度低、主观性强、可重复性差、无法提供持续一致性检测结果，漏检误检率高，难以满足生产线高速生产需求。因此，研究替代人工检测的自动化检测技术具有重大的经济和社会意义。　　本文介绍了汽车车灯玻壳视觉检测的相关重要技术，设计了系统的机械结构和电气控制系统方案。在图像检测处理中，深入研究了多种视觉检测方法，研制了一台样机，并开发了一套融合了图像处理算法的软件系统，并把整套系统用于自动化生产线上。　　本论文的研究工作、主要成果和创新点包括以下几个方面: 　　1.阐述了汽车车灯玻壳检测现状，在总结国内外研究成果的基础上，结合实际需求，提出了视觉检测系统的整体方案。在机械结构上，设计了链轮式的传送结构，通过获取图像序列实现玻壳全方位的检测。详细介绍了基于PC机和PLC的电气控制系统，在分析玻壳光学特性基础上设计了一套光学照明方案。　　2.在图像预处理算法中，用图像灰度变换增强缺陷特征。在图像去噪中，对比了几种灰度形态学和图像滤波方法用于降噪的效果。图像定位中提出了一种基于检测边缘点的目标定位方法。在边缘特征分割中测试了传统的边缘检测算法在玻壳检测中的应用。在几何基元检测中，传统的霍夫变换效率不高，研究了多次迭代拟合算法在直线和圆等几何基元查找中的应用。在上述基础上，对玻壳的各项尺寸测量做了详细的介绍。　　3.设计了玻壳体缺陷的数据库，采用了BP神经网络算法对玻壳体的缺陷进行了分类。在玻壳颈部裂纹检测中，提出了一种模板匹配算法，实验证明该算法错误率较高，基于此提出了一种垂直积分投影检测裂纹的方法，并应用了前馈神经网络去检测裂纹，实验表明了在裂纹检测中这两种算法的可行性和有效性。　　4.研制了一台样机并开发了一套用于工业现场管理和监控的软件系统，设计了一套用于保存图片和数据的数据库，为本课题理论拓展研究和多场合实际应用提供了良好的实验平台。原型样机经过工业应用，检测速度能达到5500个/每小时，检测精度能达到0.01mm。实践证明了样机和软件系统的实用性、图像检测算法的有效性。基本满足了自动化生产线实时、高速、高精度的检测要求。
作者：	彭博
专业：	控制工程
导师：	余洪山;段峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文