线阵CCD在圆柱体表面检测系统中的应用

第26卷第1期Vol.26No.1

2000年1月OPTICALTECHNIQUEJan. 2000

光学技术

03 文章编号:1002 1582(2000)01 0029

线阵CCD在圆柱体表面检测系统中的应用

孙晓军

(黑龙江大学信息电子科学系,哈尔滨市 150080)

摘要:介绍了线阵CCD在圆柱体表面检测系统的设计应用,基于人眼观察圆柱体过程,提出将圆柱体表面转化为平面进行检测的技术。结合CCD图像处理实例,讨论了实时检测中算法与检测项目的关系,归纳出相应的实用性原则。

关

键

词:CCD;表面检测;图像处理

中图分类号:TP751;TN911 73 文献标识码:A

AnapplicationoflineararrayCCDinthesystemforcylindersurfacedetection

SUNXiao jun

(DepartmentofInformation&ElectronicsScience,HeilongjiangUniversity,Harbin 150080,China)Abstract:Adesignofsystemforcylindersurfacedetectionisintroduced.Basedontheprocessforhumantoobservecylinder,thepaperproposesanapproachtodetectthecylindersurfacethatischangedintoaplan.Therelationshipbe tweenalgorithmandthedetectedobjectinreal timedetectionisdiscussedwithanrealexampleofimageprocessing.Andsomepracticalprincipleisalsoconcluded.

Keywords:CCD;surfacedetection;imageprocessing

1 引 言

圆柱体表面检测指对圆柱形工件表面的外观特征进行检查和测量。诸如对几何尺寸、表面粗糙度、颜色一致性、纹理均匀度、签印标记以及槽孔等进行检测。由于生产加工过程中,常有大量圆柱形工件需要快速检测。因此,研制自动化圆柱体表面检测系统对保障产品质量有重要意义。

实现圆柱体工件外观检测,首先要获取被测体表面图像,然后对其进行处理,提取检测量并与标定量比较,以确定被测体是否合乎要求。同时,将检测结果反馈给控制系统,对被测体进行相应的归类处理,完成自动化检测。这其中获取被测体表面图像是重要环节。近年来,利用电荷耦合器件(CCD)进行图像传感和非接触检测发展迅速,因线阵CCD有像元数多、速度快、拼接技术成熟和价格低等特点,使它在各类高精度自动化检测的应用中日趋广泛[1~3]。为此,本文提出用线阵CCD获取圆柱体表面图像方案,介绍由此设计的检测系统及其应用特点。同时,结合外观几何尺寸和签印标记的检测实例,讨论了实时检测中算法与检测项目的关系,归纳

收稿日期:1999 06 28

出相应的实用性原则。

2 实现方案

2 1 用线阵CCD获取圆柱体表面图像

圆柱体检测是基于所获取的圆柱体表

面图像进行的。圆柱体表面为圆周连续的空间柱面,人眼观察时一般是旋转圆柱体(见图1),使其侧表面不同

图1 人眼观察圆柱体

部分在人眼的视网膜上连续成像。模拟这一过程,本文利用线阵CCD对旋转的圆柱体连续扫描,将线扫描像数据送入计算机合成完整的圆柱体侧表面展开图像S(见图2),然后对此图像进行处理,实现检测。

图2是利用CCD获取圆柱体侧表面图像的示意图,设圆柱体直径为D(mm),旋转角速度为 (rad/s),W像元线阵CCD的线扫描周期为 (s)。

在距离d下CCD线分辨率为b(mm),为得到一幅完整的圆柱体表面图像,分辨率为b与扫描周

作者简介:孙晓军(1955 ),男,山东人,黑龙江大学副教授,硕士,从事数字信号处理、遥感图像处理、图像纹理分析。