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研究生:秦國銘
研究生(外文):Kuo-ming Chin
論文名稱:連接器表面瑕疵之自動化檢測系統
論文名稱(外文):An Auto-detecting System for Surface Defects on Connectors
指導教授:廖珗洲廖珗洲引用關係
指導教授(外文):Hsien-Chou Liao
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:資訊工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:44
中文關鍵詞:電腦視覺表面瑕疵連接器
外文關鍵詞:connectorssurface defectscomputer vision
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本研究主要是發展一套自動化檢測系統來檢測出連接器表面瑕疵,以電腦視覺對金屬連接器表面瑕疵進行偵測。檢測系統之基本架構主要是以CCD攝影機,配合環型光源與影像擷取卡的使用,因連接器表面為不鏽鋼,屬於高反射體,因表面瑕疵無法明顯的顯示出來,因此利用暗場打光的方式來解決;因在連接器表面部分區域為曲面,打光後出現反光造成檢測上的錯誤,所以在檢測上分為檢測區(ROI,region-of-interesting )和不檢測區(non-ROI) ,藉由影像定位與樣板比對方法,完成線上即時檢測系統。在軟體影像處理方面,使用二值化,邊緣偵測,影像分割、並透過樣板比對方式,檢測出影像瑕疵,計算瑕疵面積,檢測時間為32毫秒。最後,由檢測果顯示,本系統能有效的檢測出連接器表面瑕疵。
Exploiting computer vision techniques, an auto-detecting system is developed for surface defects on connectors. The system hardware consists of a CCD (charge-coupled device) camera, a loop-shaped light-source, and an image capture board. Since the surface of connectors is made of stainless steel with high reflectance, it is difficult to locate the defects specifically. This problem is usually solved by applying extra light on the dark area. However, the reflection of the extra light might induce some detection errors. We classify the surface regions as some regions of interest (ROI) and ones that are not of interest (non-ROI) so as to accomplish real-time on-line diagnosis by image positioning and template recognition. Applied image processing techniques include edge detection, image segmentation, binary images, and template recognition. According to the examination results, the system effectively detects the surface defects. The Examination time is 32ms per sample.
中文摘要…………………………………………………………………I
英文摘要…………………………………………………………………II
致謝……………………………………………………………………III
目錄………………………………………………………………………IV
第一章 緒論………………………………….………………………1
1.1 研究動機與目的 ……………………………………………………1
1.2 文獻探討 ……………………………………………………………2
1.3 文章架構 ……………………………………………………………4
第二章 硬體系統架構 …………………………………………5
2.1 連接器 ……………………………………………………………6
2.2影像擷取卡…………………………………………………………7
2.3 PCI-9112多功能IO卡 …………………………………………9
2.4 CCD攝影機 ………………………………………………………10
2.4.1 訊號掃描 ……………………………………………………12
2.5 鏡頭的選用 ……………………………………………………12
2.5無刷馬達 …………………………………………………………14
第三章 研究方法 …………………………………………………15
3.1打光技術 ………………………………………………………..15
3.1.1 亮場打光 …………………………………………………16
3.1.2 暗場打光 …………………………………………………16
3.1.3 擴散式正向打光 …………………………………………17
3.1.4 方向性正像打光 …………………………………………18
3.1.5 低角度斜向打光 …………………………………………19
3.1.6 同軸打光 …………………………………………………20
3.1.7 環形光 ……………………………………………………20
3.1.8 偏振光 ……………………………………………………21
3.1.9 擴散式背向打光 …………………………………………21
3.1.10 結構打光 …………………………………………………22
3.2 光源種類介紹 …………………………………………………23
3.3 框選範圍(Regions Of Interest) ……………………………23
3.4影像處理方法 …………………………………………………24
3.4.1影像二值化 ………………………………………………25
3.4.2侵蝕與膨脹運算 ………………………………………………26
3.4.3邊緣檢測 …………………………………………………27
3.4.4樣板比對 ………………………………………………………29
3.4.5影像分割…………………………………………………………30
3.4.6圓心估測 ………………………………………………………31
3.4.7影像尺寸校正 …………………………………………………33
第四章 實驗步驟與結果… ………………………………………34
4.1 檢測流程 ……………………………………………………34
4.2 檢測步驟 ………………………………………………………36
4.3 實驗結果 …………………………………………………………38
第五章 結論 …………………………………………………39
參考文獻 ………………………………………………………………40
附錄A 無刷馬達規格……………………………………………42
附錄B 光電開關規格……………………………………………43
附錄C 光電開關線路圖…………………………………………44
表目錄
表一 Domino Alpha2 規格…………………………………………7
表二 SONY XC-HR56規格表………………………………………11
表三 直流馬達優缺………………………………………………14
表四 打光方式的分………………………………………………15
表五 鄰近的灰階影像……………………………………………28
表六 Sobel遮罩 …………………………………………………28
表七 實驗結果 ………………………………………………38
圖目錄

圖一 系統架構圖……………………………………………6
圖二 連接器上視圖………………………………………6
圖三 連接器下視圖………………………………………7
圖四 連接器側視圖………………………………………7
圖五 影像擷取卡……………………………………………8
圖六 影像輸入與外部觸發輸入…………………………8
圖七 影像擷取卡內部架構圖……………………………9
圖八 PCI-9112多功能IO卡………………………………10
圖九 SONY XC-HR56………………………………………10
圖十 非交錯式掃描………………………………………11
圖十一 鏡頭相關位置圖………………………………………14
圖十二 亮場打光……………………………………………16
圖十三 暗場打光………………………………………………17
圖十四 擴散式正向打光………………………………………18
圖十五 方向性正向打光………………………………………18
圖十六 低角度斜向打光………………………………………19
圖十七 同軸打光………………………………………………20
圖十八 環形光…………………………………………………20
圖十九 偏振光…………………………………………………21
圖二十 擴散式背向打光………………………………………21
圖二十一 結構打光…………………………………………22
圖二十二 框選範圍 …………………………………………24
圖二十三 灰度分布圖…………………………………………25
圖二十四 二值化分布圖………………………………………25
圖二十五 原始灰階影像……………………………………26
圖二十六 二值化影像…………………………………………26
圖二十七 經過3x3遮罩二次侵蝕………………………………27
圖二十八 經過3x3遮罩二次膨脹………………………………27
圖二十九 二值化後影像………………………………………28
圖三十 Sobel邊緣檢測 ……………………………………28
圖三十一 樣板影像 …………………………………………29
圖三十二 瑕疵影像……………………………………………29
圖三十三 灰階瑕疵影像………………………………………29
圖三十四 灰度為255之影像…………………………………30
圖三十五 影像分割後………………………………………30
圖三十六 圓心估測……………………………………………32
圖三十七 影像尺寸校正………………………………………33
圖三十八 檢測流程圖…………………………………………35
圖三十九 樣本影像……………………………………………36
圖四十 第一個瑕疵影像………………………………………37
圖四十一 第二個瑕疵影像……………………………………37
[1] 梁俊傑 DVD與VCD光碟表面瑕疵檢測系統之開發 ,屏東科技大學機械工程學系碩士論文,屏東,2002。
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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