基于图像亚像素定位技术的电缆护套厚度精密测量方法的研究

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近年来,随着中国经济的迅猛发展,每年对电线电缆的需求急剧增大。电线电缆是用于电力输配、电能传送、声音、文字、图像等信息传播以及照明等领域的一大类电工产品,是制造各种电机、电器、仪表必不可缺的基础器材,是我国电力基础设施建设、新型智能电网、新能源产业中必要的基础产品。随着未来几年国内城镇化、重工业化的发展,通讯网络、电网建设、交通运输等领域内对电线电缆的需求量仍然处于快速增长态势,这势必对电缆生产厂商的电缆质量检测提出更高要求。传统机械性的测量方法的检测精度和检测速度已经无法满足市场的需求。而图像测量技术具有非接触,精度高,速度快等优点,因此我们采用图像测量技术对电缆护套厚度进行测量以解决电缆出产量巨大与传统测量方法速度过低的矛盾。  本论文研究设计的电缆护套厚度测量系统是基于图像处理技术的图像测量系统。论文首先给出基于图像处理的电缆护套厚度测量系统的软硬件构架,然后进一步构建出测量系统的总体框图,之后在下面几章中对电缆护套厚度测量系统中各个模块所涉及到的图像处理算法进行了深入的研究,包括:图像去噪、图像增强、边缘检测、角点判别、角点亚像素坐标重定位和边缘亚像素重定位算法等。本文在现有成果和技术的基础上,在以下几个方面开展了一些研究工作:  1).对传统的Sobel边缘检测算法进行了细致的研究,并在边缘检测模板,边缘阈值选取和边缘细化等方面提出改进意见,并用实验证明该改进算法在检测精度上高于传统的Sobel边缘检测算法。  2).提出了一种基于梯度相关矩阵的角点检测算法,并对其实现细节进行了详细介绍,提出了一种基于角点邻近区域支撑点的支撑线拟合亚像素角点重定位算法,并用实验证明该算法可以实现角点坐标的精确定位。  3).对传统的基于Zernike矩的亚像素边缘检测算法进行了深入研究,并在参数计算方面提出了改进意见,提出了基于Gaussian-Hermite矩的亚像素边缘检测算法,最后用实验证明改进算法和基于Gaussian-Hermite矩的亚像素定位算法定位精度均优于传统ZOM边缘检测算法。  4).提出了一种基于局部区域灰度的亚像素边缘检测算法,通过严格数学推导和证明给出了详细算法流程,并通过实验验证其性能特点。
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