基于機器視覺的重軌表面缺陷成像方法與系統(tǒng)設計.pdf

1、本文針對重軌表面復雜的幾何特征和低反射、高輻射的表面光學特性，基于機器視覺的理論和技術，對重軌表面缺陷成像方法進行研究，實現了相機成像角度的優(yōu)化設計和異型光源照明系統(tǒng)的開發(fā)，最終完成重軌表面缺陷成像系統(tǒng)的設計，進一步提升了重軌表面缺陷的成像效果，為重軌表面缺陷在線實時檢測系統(tǒng)的研究奠定了基礎。
　　本文主要的研究工作如下：
　　(1)從重軌軋制工藝方法入手詳細分析了重軌表面的幾何特征和表面缺陷，總結表面缺陷產生的原因和規(guī)律；

2、結合物理光學理論和輻射理論對重軌表面材質光學性質進行研究，詳細分析了熱態(tài)下重軌表面對入射光的透射和反射特性以及熱態(tài)重軌的熱輻射特性；在此基礎上結合機器視覺系統(tǒng)理論提出重軌表面缺陷成像系統(tǒng)的總體方案設計。
　　(2)針對重軌表面幾何特征選取最佳視場分割方案，結合相機鏡頭參數選型完成重軌表面圖像采集系統(tǒng)的設計，基于視場分割方案對相機的成像角度進行優(yōu)化，并建立重軌表面成像質量評價體系對優(yōu)化結果進行評價，最終得到相機環(huán)繞重軌布置的最佳成像

3、角度，完成重軌表面缺陷圖像采集方案的優(yōu)化設計。
　　(3)為了提高重軌表面圖像中的特征信息，分析了光源參數和光照方式對圖像特征的影響，采用圖像增強技術對重軌表面缺陷在不同光照方式下的圖像進行濾波處理；然后基于圖像分割和邊緣檢測對缺陷圖像的檢測效果對缺陷的光照方式做出最優(yōu)選擇，并結合重軌表面的特性完成對異型光源照明系統(tǒng)的設計。
　　(4)針對重軌在冷態(tài)和熱態(tài)下的不同特性，分別開發(fā)了冷態(tài)重軌表面缺陷成像與檢測實驗臺和熱態(tài)重軌在線