臺灣博碩士論文加值系統

本研究應用機器視覺針對不同孔徑大小的加工平面進行量測。量測項目包含尺寸量測、穿透量測和髒污的瑕疵量測。本系統利用Labview圖控式程式來整合影像處理和運動控制，以達到自動檢測的目的。在實驗中，透過CCD攝影機取得影像後，把原始影像分割成二值化影像，並使用中值濾波器濾除雜訊，再利用邊緣檢測和樣本比對的方法完成各種量測，最後將瑕疵的孔洞利用運動控制卡去驅動馬達移動至指定位置作清孔的動作。

The present study focuses on the use of imaging devices to examine the surface of the machined holes with different aperture sizes. Measurement includes size gauging, penetration gauging and defect gauging.
The system utilizes a Labview image processing software to conduct both image processing and motion control.During a measurement, a CCD camera is used to capture images. The raw image is then converted to a binary coded digital image. Noise in the image can be reduced with a mean filter. The measurement is done by firsty to detect the edge of the part and then to compare the geometry of the part to a reference. The defect part is automatically removed to a designated location by using a motion control board.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 章節提要 2
第二章 硬體系統架構 3
2.1 CCD 攝影機 4
2.2 鏡頭 lens 5
2.3 運動控制卡 5
2.4 資料擷取卡 7
2.5 光源 7
第三章 影像處理方法 9
3.1 建立影像處理系統 9
3.1.1 解析度 10
3.1.2 焦距 10
3.2 影像分割 11
3.3 影像濾波 13
3.4 邊緣偵測 15
第四章 運動控制 16
4.1 運動控制組成 16
4.2 馬達 17
4.2.1 馬達工作原理 18
4.3 驅動器/放大器 19
4.4 馬達控制器 20
第五章 實驗結果 21
5.1 系統功能介紹 21
5.2 參數設定 25
5.2.1 初始設定 25
5.2.2 參數設定 26
5.3 影像辨識 27
5.3.1 尺寸量測 27
5.3.2 穿透量測 29
5.3.3 髒污量測 30
5.4 運動控制 32
5.5 清孔作業 33
第六章 結論 34
參考文獻 35
附錄A 原始程式 37


圖目錄
圖 2-1 硬體系統架構圖 3
圖 2-2 CCD 外觀圖 4
圖 2-3 CCD 尺寸圖 4
圖 2-4 Telecentric 鏡頭外觀圖 5
圖 2-5 PCI-7344 運動控制卡 6
圖 2-6 PCI-7344 接腳圖 6
圖 2-7 PCI-6230 DAQ 卡外觀圖 7
圖 2-8 LED 環形光 8
圖 2-9 LED 平面背光源 8
圖 2-10 LED 同軸光源 8
圖 3-1 影像處理系統的基本參數 9
圖 3-2 感應尺寸和實際尺寸 10
圖 3-3 焦距、視野、感應器尺寸和運作距離之間的關係 10
圖 3-4 數位影像示意圖 11
圖 3-5 灰階亮度統計圖(Histogram) 12
圖 3-6 影像分割 13
圖 3-7 影像濾波 14
圖 3-8 邊緣參數模型 15
圖 3-9 邊緣極性 15
圖 4-1 運動控制基本組成 16
圖 4-2 馬達分類 17
圖 4-3 伺服馬達分類 17
圖 4-4 弗萊明左手定則 18
圖 4-5 直流馬達剖面圖 18
圖4-6 馬達控制示意圖 20
圖 5-1 系統拍攝架構與光源的設置方式 22
圖 5-2 系統流程示意圖 24
圖 5-3 系統功能示意圖 25
圖 5-4 系統初始設定 26
圖 5-5 光源及尺寸參數設定 26
圖 5-6 二值化功能說明 27
圖 5-7 二值化影像 28
圖 5-8 中值濾波功能說明 28
圖 5-9 濾除雜訊後影像 28
圖 5-10 小孔穿透影像 29
圖 5-11 Pattern Maching 的功能 29
圖 5-12 Particle Analysis 的功能 30
圖 5-13 錐孔內髒污影像 30
圖 5-14 直孔內髒污影像 31
圖 5-15 檢視即時檢測畫面 31
圖 5-16 運動控制平台頂示圖 32
圖 5-17 清孔作業即時畫面 33

參考文獻
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http://pemclab.cn.nctu.edu.tw/PELIB/技術報告。