Разработка и исследование новых методов цифровой обработки оптических изображений прозрачных трубок
Диссертация
Основные результаты докладывались на научных семинарах кафедры «Оптико-электронные системы» филиала Московского энергетического института (технического университета) в г. Смоленске, на III, IV и V межрегиональных научно-технических конференциях «Информационные технологии, энергетика и экономика» (г. Смоленск), XII международной конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЗРАЧНЫХ ТРУБОК
- 1. Л. Общие положения
- 1. 2. Метод теневой проекции
- 1. 3. Метод поперечного сечения
- 1. 4. Метод световой проекции
- 1. 3. Метод преломления луча
- 1. Л. Общие положения
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Аналитическое описание задачи
- 2. 2. 1. Математическое описание кривой-отображения
- 2. 2. 2. Аппроксимация кривой-отображения
- 2. 3. Анализ влияния параметров установки
- 2. 4. Разработка алгоритма и программы обработки видеоданных
- 2. 4. 1. Предварительная обработка изображений
- 2. 4. 2. Определение координат точек объекта и вычисление диаметра ^
- 2. 5. Компьютерное моделирование условий эксперимента и проверка метода ^
- 3. 1. Постановка задачи
- 3. 2. Разработка и обоснования выбора метода измерения
- 3. 3. Описание структуры измерительного комплекса
- 3. 4. Оценка точности устройства измерения
- 4. 1. Постановка задачи
- 4. 2. Математическое описание задачи
- 4. 2. 1. Определение параметров^, В, C, D, EnH
- 4. 2. 2. Исключение слагаемого 2Вху с помощью поворота системы координат
- 4. 2. 3. Приведение уравнения кривой к простейшему виду посредством параллельного переноса системы координат
- 4. 3. Методика измерения и алгоритм обработки видеоданных
Список литературы
- Абламейко С.В., Лагуновский Д. М. Обработка изображений: технология, методы, применение. Минск.: Амалфея, 2000. — 304 с.
- Алещенков И.В., Гавриленков В. А., Старостин Е. М. Метод измерения диаметра цилиндрических направленно отражающих поверхностей. // Светотехника. № 5, 2007, с. 43−44
- Ануфриев И.Е., Смирнов А. Б., Смирнова Е.Н. MATLAB 7 СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 1104 с.
- Бородулин Д.В., Горбачев А. А., Краснящих А. В. Сравнение оптических приемников на основе ПЗС и КМОП-структур. // 0птика-2005. Труды четвертой международной конференции молодых ученых и специалистов. -СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005, с. 147.
- Будак В.П. Визуализация распределения яркости в трехмерных схемах наблюдения. -М.: Издательство МЭИ, 2000. 136 с.
- Вудс Р., Гонсалес Р., Эддинс С. Цифровая обработка изображений в среде MatLab. М.: Техносфера, 2006. — 616 с.
- Гольдштейн С.Ш., Колесников А. Г., Хайдаров А. В. Дистанционное измерение толщины прозрачных трубок сканируемым лазерным пучком. // Оптико-механическая промышленность. № 2, 1988, с. 48−50.
- Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1/7/7 + Simulink 5/6. Работа с изображениями и видеопотоками. — М.: COJIOH-Пресс, 2005. 400 с.
- Жиганов И.Ю. Бесконтактные устройства измерения геометрических параметров труб. — М.: Вузовская книга, 2004. 272 с.
- Зайдель А.Н. Ошибки измерения физических величин. — СПб.: Издательство «Лань», 2005. — 112 с.
- Зайцев О. В. Коммуникационные порты персонального компьютера. — М.: Издательство МЭИ, 1999. 62 с.
- Зибров В.А., Румянцев К. Е. Алгоритм обработки изображений поперечного сечения трубных заготовок прокатно-металлургического производства//Информационное противодействие угрозам терроризма. № 9, 2007, с. 131−138.
- Зибров В.А., Румянцев К. Е. Применение пакета MatLab для определения поперечного сечения трубных заготовок прокатно-металлургического производства // Информационное противодействие угрозам терроризма. № 9, 2007, с. 146−156.
- Зибров В.А., Туляков Д. М. Корреляционный метод выделения границ изображения поперечного сечения трубной заготовки в прокатно-металлургическом производстве. // Фундаментальные исследования. № 4, 2007, с. 36.
- Катыс П.Г., Катыс Т. П. Интеллектуальные видеодатчики систем машинного видения. // Датчики и системы. № 9, 2001, с. 42−47.
- Катыс П.Г., Катыс Т. П. Системы машинного видения для визуального контроля продукции. // Датчики и системы. № 1, 2001, с. 56−61.
- Кеткович А.А., Мировицкая С. Д. Теневые измерители линейных размеров. //Измерительная техника. № 8, 1986, с. 21−22.
- Кузьминов А.Ю. Интерфейс RS232: Связь между компьютером и микроконтроллером. -М.: Издательский дом «ДМК-Пресс», 2006. -320 с.
- Кузютин В.Ф., Зенкевич Н. А., Еремеев В. В. Геометрия. СПб.: Издательство «Лань», 2003. — 416 с.
- Математическая статистика. / И. Б. Горяинов, И. В. Павлов, Г. М. Цветкова и др. Под ред. B.C. Зарубина, А. П. Крищенко. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. — 424 с.
- Машиностроение. Энциклопедия. Раздел III. Технология производства машин. Том 7. Измерения, контроль, испытания и диагностика. / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, В. Н. Филинов и др.- Под общ. ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1996. — 464 с.
- Мировицкая С.Д., Тихомиров В. Н. Прибор для неразрушающего контроля оптических капилляров. // Светотехника, № 11, 1985, с. 12−13.
- Михайлов И.О. Оптико-электронное устройство для контроля поперечного размера стержней повышенной точности. // Вестник СГГА № 7, 2002.
- Мэрдок М., Келли JI. 3ds Мах 8. Библия пользователя. М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. — 1296 с.
- Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник. / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, А. В. Ковалев и др.- Под ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 2005.-665 с.
- Никулин Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 576 с.
- Ольга Гуреева. Датчики изображения. Часть 1. // Современная электроника. № 3, 2007, с. 8−11.
- Пилипович В.А., Есман А. К., Кулешов В. К., Дубровский В. П. Методика бесконтактного оптического измерения внутреннего диаметра прозрачных труб. //Измерительная техника. № 6, 1990, с. 13−14.
- Пилипович В.А., Есман А. К., Кулешов В. К., Дубровский В. П., Поседько B.C., Савченко А. А. Устройство измерения диаметра движущихся объектов. // Приборы и системы управления. № 3, 1990, с. 24−25.
- Потасов К. В. Статистический анализ экспериментальных данных. М.: Мир, 2005.-142 с.
- Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник в 2-х книгах. Кн. 1 / Под ред. В. В. Клюева. М. Машиностроение, 1986.-488 с.
- Привалов И.И. Аналитическая геометрия. 35-е изд. стер. — СПб.: Издательство «Лань», 2005. — 304 с.
- Радионов С.А. Основы оптики. СПб.: СПб ГИТМО (ТУ), 2000. — 167 с.
- Румянцев К.Е., Зибров В. А. Применение алгоритмов контроля и измерения диаметров поперечного сечения труб в прокатно-металлургическом производстве // Исследовано в России. 2001, с. 844−852.
- Савелов А.А. Плоские кривые. Систематика, свойства, применения. — М.: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2002. 294 с.
- Сойфер В.А. Компьютерная обработка изображений. Часть 1. Математические модели.// Соросовский образовательный журнал. № 2, 1996, с. 118 124.
- Сойфер В.А. Компьютерная обработка изображений. Часть 2. Методы и алгоритмы. // Соросовский образовательный журнал. № 3, 1996, с. 110−121.
- Сошинов А.Г. Преобразователи неэлектрических величин. — Волгоград: ВолгГТУ, 2002. 36 с.
- Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю. Б. Айзенберга. — М.: Знак, 2006. 972 с.
- Старостин Е. М, Алещенков И. В., Мартыненко Г. В. Теневое устройство для контроля диаметра стеклянных трубок-колб в электроламповом производстве. // Техника и технология. № 6, 2006, с. 19−22.
- Старостин Е.М. Детектирование краев стеклянной трубки на изображении теневой проекции. // Информационные технологии, энергетика и экономика. Сб. трудов IV Межрегиональной науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3 т. Т. 2. Смоленск: 2007, с. 68−70.
- Старостин Е.М. Методика оценки погрешности производственных измерительных систем. // Информационные технологии, энергетика и экономика.
- Сб. трудов V Межрегиональной науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3 т. Т. 1. Смоленск: 2008, с. 137−140.
- Тарасов В.В., Якушенков Ю. Г. Двух- и многодиапазонные оптико-электронные системы с матричными приемниками излучения. — М. Университетская книга- Логос, 2007. 192 с.
- Техническое зрение роботов / В. И. Мошкин, А. А. Петров, В. С. Титов, Ю. Г. Якушенков- Под общ. ред. Ю. Г. Якушенкова. М.: Машиностроение, 1990.-272 с.
- Трембач В.В. Световые приборы. М.: Высш. шк., 1990. — 463 с.
- Федотов А. Г. Карпов Б.В. Аналитическая геометрия. М.: Московский государственный институт электроники и математики, 2005. — 158 с.
- Шапиро JI. Компьютерное зрение. / Л. Шапиро, Дж. Стокман. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. — 752 с.
- Энциклопедия инструмента. Том 1. Меритель. Лабораторное оборудование. / Крамаренко Б. П., Гревцова Т. Е., Крамаренко С. Б., Млечин А. И., Ио-гансон Н.И., Злобина Т. Е. Харьков, МИКРОТЕХ, 2007. — 228 с.
- А.с. 286 240, СССР, МПК G01 В 11/08. Устройство для измерения наружного диаметра прозрачных изделий. / В. В. Иванов, А. Г. Инденбаум, Г. Х. Заре-занков, В. Г. Хазаров. Опубл. 13.6.1970. Бюл. № 34.
- А.с. 304 429, СССР, МПК G01 В 11/02. Устройство для бесконтактного измерения толщины оптически прозрачных плоских тел. / Э. З. Школьник, Г. М. Жибицкий, Ю. В. Качулис, Б. В. Шаблов. Опубл. 25.5.1971. Бюл. № 17.
- А.с. 361 391, СССР, МПК G01 В 11/08. Прибор для измерения диаметра изделия в процессе его изготовления. / А. И. Котельников. Опубл. 07.12.1972. Бюл. № 1 за 1973 г.
- А.с. 416 557, СССР, МПК G01 В 11/08. Способ контроля внутреннего диаметра диэлектрических трубок. / A.M. Белкин, П. А. Бурыкин, И. П. Дмитриев, В .Г. Кузьмин, В. А. Макаров. Опубл. 25.02. 1974. Бюл. № 7.
- А.с. 510 641, СССР, МПК G01 В 11/08. Проекционный способ измерения линейных размеров стеклянной трубки. / Ю. Б. Зайков. Опубл. 15.04.1976. Бюл. № 14.
- А.с. 511 519, СССР, МПК G01 В 11/08. Устройство для измерения геометрических размеров стеклянной трубки. / О. Н. Мацкевич, С. Д. Старов, Т. А. Туманова. Опубл. 25.04.1976. Бюл. № 15.
- А.с. 555 279, СССР, МПК G01 В 11/08. Способ измерения внутреннего диаметра прозрачных трубок. / A.M. Белкин, И. П. Дмитриев, А. В. Салтыков, Е. И. Спиридонова. Опубл. 25.04.1977. Бюл. № 15.
- А.с. 815 487, СССР, МПК G01 В 11/08. Способ измерения геометрических размеров прозрачных труб. / В. Б. Однороженко, А. И. Сабокар, А. И. Кузнецов. Опубл. 23.03.1981. Бюл. № 11.
- А.с. 836 518, СССР, МПК G01 В 11/08. Способ измерения геометрических параметров стеклянных труб или стекловолокна в процессе вытяжки. / А. В. Цедик, Ю. Б. Тикунов, В. М. Фирсов, А. А. Шемчук и др. Опубл. 07.06.1981. Бюл. № 21.
- А.с. 868 344, СССР, МПК G01 В 11/08. Способ измерения внутреннего диаметра прозрачных труб. / А. И. Сабокар, А. И. Денисенко, А. Н. Кузнецов, В. Б. Однороженко. Опубл. 30.09.1981. Бюл. № 36.
- А.с. 945 648, СССР, МПК G01 В 11/08. Способ измерения геометрических размеров прозрачных труб. / В. Б. Однороженко, А. И. Денисенко. Опубл. 23.07.1982. Бюл. № 27.
- А.с. 956 977, СССР, МПК G01 В 11/08. Фотоэлектрическое устройство для измерения диаметра изделий. / С. С. Журавлев, JI.M. Ковалев, С.Е. Жидуно-ва, Н. Ф. Парков, В. В. Бодунов, И. И. Сакович, Т. Г. Махнович. Опубл. 07.09.1982. Бюл. № 33.
- А.с. 977 945, СССР, МПК G01 В 11/06. Способ измерения линейных размеров стеклянной трубки. / В. П. Лисенков, Е. И. Сачук, В. Ф. Старостин. -Опубл. 30.11.1982. Бюл. № 44.
- А.с. 1 216 641 А, СССР, МПК G01 В 11/08. Устройство для измерения диаметра объектов. / В. В. Тарасов, В. А. Жилкин, Н. Н. Севастьянова, Ю.Г. Ба-лахнин, А. Б. Лисов, А. В. Фальцман. Опубл. 07.03.1986. Бюл. № 9.
- А.с. 1 348 639 А1, СССР, МПК G01 В 11/06. Устройство для измерения толщины стенок прозрачных труб. / Г. А. Линденбург, М. П. Никонов, М. М. Хейфец. Опубл. 30.10.1987. Бюл. № 40.
- А.с. 1 384 938 А1, СССР, МПК G01 В 11/02. Способ измерения геометрических размеров прозрачных трубок. / С. А. Бондарев, Б. Ф. Васьков, С.В. Дра-кунов, В. М. Кафыров, Н. Е. Костылева, А. Н. Тимохин. Опубл. -30.03.1988. Бюл. № 12.
- А.с. 1 408 210 А1, СССР, МПК G01 В 11/08. Способ измерения геометрических размеров прозрачных труб. / В. Ф. Гришко, О. Н. Паламарчук, А. В. Шишевский. Опубл. 07.07.1988. Бюл. № 25.
- А.с. 1 418 565 А1, СССР, МПК G01 В 11/08. Устройство для измерения диаметров деталей. / B.JT. Попов, Д. И. Янкелевич, С. В. Попов, А. С. Песоцкий. — Опубл. 23.08.1988. Бюл. № 31.
- А.с. 1 522 029 А1, СССР, МПК G01 В 11/08. Способ измерения толщины стенки прозрачных труб и устройство для его осуществления. / Н. И. Евсеенко, Е. Г. Попов, С. Л. Медник. Опубл. 11.11.1989. Бюл. № 42.
- А.с. 1 534 301 А1, СССР, МПК G01 В 11/10. Фотоэлектрическое устройство для измерения геометрических параметров прозрачных труб в процессе их вытяжки. / Ю. М. Голубовский, Ю. С. Маслюков. Опубл. 07.01.1990. Бюл. № 1.
- А.с. 1 585 670 А1, СССР, МПК G01 В 11/06. Способ измерения толщины стенки прозрачных труб и устройство для его осуществления. / М. П. Никонов, М. М. Хейфец. Опубл. 15.08.1990. Бюл. № 30.
- А.с. 1 657 960 А1, СССР, МПК G01 В 21/10. Телевизионный способ измерения объектов кольцевой формы. / Е. М. Русинов. -Опубл. 1991. Бюл. № 23.
- А.с. 1 775 598 А1, СССР, МПК G01 В 11/08. Способ измерения параметров прозрачных труб и устройство для его осуществления. / А. А. Арефьев, А. Ц. Вартаньянц, Ю. А. Фотиев, М. Ю. Шатин. Опубл. 15.11.1992. Бюл. № 42.
- А.с. 1 789 852 А1, СССР, МПК G01 В 11/08. Устройство для контроля диаметров изделий. / В. Ф. Голинский, В. Н. Усик, Ю. С. Братухин. Опубл. 23.01.1993. Бюл. № 3.
- Патент 2 224 981 С1, РФ, МПК G01 В 11/10. Способ измерения геометрических параметров протяженного объекта. / Трофимов В. Ф., Булаев А. В. — Опубл. 27.02.2004.
- Патент 2 262 660 С1, РФ, МПК G01 В 11/02. Способ и устройство бесконтактного оптического измерения размеров объектов. / Венедиктов А. З., Демкин В. Н., Доков Д. С. Опубл. 20.10.2005.
- Патент 2 296 946, РФ, МПК G01 В 11/06. Устройство для измерения толщины прозрачного материала. / C.JI. Лучкин, Г. Г. Лекомцев. Опубл. 10.04.2007. Бюл. № 10.
- Заявка на Патент 2 007 143 578, РФ G01 В 11/08. Способ измерения диаметра объектов цилиндрической формы с направленно отражающей поверхностью. / Е. М. Старостин, В. А. Гавриленков, С. И. Зиенко. — Принят 27.11.2007.
- ГОСТ 6507–90. Микрометры. Технические условия.
- ГОСТ 8894–86. Трубки стеклянные и фасонные части к ним. Технические условия.
- Applied Statistics and the SAS Programming Language, Fifth Edition. / Ron Cody and Jeffrey K. Smith. Pearson Education, 2005. — 592 p.
- C. F. Olson, Constrained Hough Transform for Curve Detection. Computer Vision and Image Understanding, vol. 73, No. 3, March, 1999, pp. 329−345.
- Image Processing Toolbox. For Use with MATLAB. User Guide. Version 4. -The Math Works, Inc. 2003.
- Joseph M. Geary. Introduction to Lens Design: With Practical ZEMAX Exem-ples. Willmann-Bell, 2002. — 462 p.
- Warren J. Smith. Modern optical engineering. 3-rd ed. McGraw-Hill, 2000. — 617 p.