基于图像处理技术的光栅码道缺陷检测

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4、nnelBasedonImageProcessingTechnologyCandidate：QuGuantongSupervisor：WangYiwenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalEngineeringDateofOralExamination：March，2016HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学工程硕士学位论文基于图像处理技术的光栅码道缺陷检测摘要近年来，随着测控技术的

5、迅速发展，光电编码器作为一种集光、机、电技术于一体的角位移以及直线位移传感器，以其分辨率高、测量精度高、寿命长、可靠性好、测量范围广、体积小等特点，在数控机床、伺服电机、电梯、航天航空等领域扮演着愈发重要的角色。光栅作为光电编码器的检测元件，其质量的好坏直接影响到编码器的测量精度和使用性能。由于光栅码盘制造工艺的限制，其码道往往会产生星点、铬点、毛刺、断线等缺陷。目前，光栅码道缺陷的检测方式主要以人工检测为主，其主观性强、劳动强度大、成本高，难以在精度、效率及自动化程度等方面满足检测要求。因此，本课题基于数字图像处理技术，开发了光栅码道缺陷检测系统

6、，为实现光栅码道缺陷的自动化检测奠定了基础。首先，根据光栅码道缺陷检测的检测原理和技术要求，分析了光栅码道缺陷检测的关键技术，搭建了系统的硬件平台，完成了工业相机、镜头、电动二维平移台的优选；设计了适合的光源组合以及光栅夹具，对不同的图像采集方式进行实验研究，获取高质量的光栅码道图像。然后，基于数字图像处理技术，根据光栅码道图像的特点，设计了光栅码道缺陷检测图像处理算法。研究了图像去噪、对比度增强、运动模糊图像复原等图像预处理算法。分析了传统的图像分割算法，如阈值分割、边缘检测等，采用一种特殊的边缘重绘算法分割光栅码道缺陷，并抽取目标缺陷区域的周长

7、、面积、长短径及圆度等几何特征进行参数测量，提取缺陷特征，识别多种光栅码道缺陷。最后，基于VC++平台和OpenCV计算机视觉库，开发了光栅码道缺陷检测系统软件，对检测系统的整体性能、检测结果以及检测效率等进行实验，实验表明，本文开发的光栅码道缺陷检测系统是可行的、有效的，适用于多种光栅码道缺陷的检测，缺陷识别率达95%以上，误检率在4%以下，漏检率在5%以下，针对2000/3P规格光栅，检测效率达43秒/个，检测精度达微米级。关键词光栅码道；图像处理；缺陷检测；图像分割；特征提取-I-哈尔滨理工大学工程硕士学位论文DefectDetectiono

8、fGratingCodeChannelBasedonImageProcessingTechnologyAbstractRe