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研究生: 劉一儒
Liu, Yi-Ru
論文名稱: 伸長量影像量測系統之研發
An Image Processing System for Extension Measurement
指導教授: 陳元方
Chen, Yuan-Fang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: 影像處理拉伸試驗標記物形心影像扭曲
外文關鍵詞: image processing, target centroid, tensile test, image distortion
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  • 近年來,機器視覺量測之應用越來越廣泛,例如:快速量測、高準度量測以及極端環境下的監控都可應用到機器視覺量測。在這些量測最重要的過程就是標記物的定位。
    本研究之目的在建立一套伸長量影像量測系統,利用影像處理方法量測拉伸試驗中試件表面兩標記物形心距離之變化。本文利用兩種圓形標記物形心之量測方法:形心法與圓心法,以及三種影像扭曲之校正方法:反向扭曲校正、雙線性形狀函數校正及二次項形狀函數校正。實驗中分析了兩種量測方法對於不同顏色之標記物、不同影像內插次數、不同標記物尺寸與不同量測視野對於量測穩定性之影響,以及探討標記物位移量測之準確性,並比較三種影像校正方法之校正結果,最後建立伸長量影像量測系統,在拉伸試驗中量測試件上兩標記物形心距離之伸長量。
    實驗結果顯示,使用形心法量測白點黑底標記物之量測穩定性最好,在相同標記物尺寸下,影像內插次數越多以及量測視野越小,可提高影像解析度,使量測越穩定,而在相同影像解析度下,標記物尺寸越大,在影像中像素點的數量越多,亦可使量測越穩定。三種影像扭曲校正法中,使用反向扭曲校正後之誤差最小,誤差均在0.2% 以下。在拉伸試驗中,對量測結果作曲線擬合修正可降低影像量測與兩點延伸計間之量測誤差至1 % 以內。動態拉伸量測中,以拉伸夾頭之位移量作為量測標準,將影像伸長量測之結果進行校正後,在夾頭位移1.38 μm前絕對誤差之平均為5 μm,最大誤差為16 μm,在夾頭位移1.38 μm後誤差均小於1 %。

    The purpose of this paper was to develop a vision extension measuring system, using image processing to measure the centroid distance change of two targets on the specimen of tensile test. This paper applied two methods to measure the centroid of circular targets: the centroid method and the center method, and three image distortion calibration methods: inverse distorted calibration, bilinear shape function calibration and quadratic shape function calibration. The experiment analyzed the measuring stability about two measuring methods with different target colors, different times of image interpolation, different target size and different field of view, and discussed the accuracy about measuring the target displacement and compared three image distortion calibration methods, and finally applied the vision measurement system in the tensile test to measure the extension of the target centroid distance.

    摘要 I Abstract III 致謝 VII 圖目錄 XI 表目錄 XV 符號說明 XVI 第一章 緒論 1 1-1研究背景及目的 1 1-2文獻回顧 3 1-3本文架構 4 第二章 伸長量影像量測原理 5 2-1影像內插[9] 7 2-2局部二值化[10] 8 2-3計算標記物形心 11 2-4次像素邊緣檢測[5] 11 2-5圓形擬合[8] 15 2-6影像扭曲與幾何校正 17 2-6-1反向扭曲校正[11] 17 2-6-2雙線性形狀函數校正[12] 20 2-6-3二次項形狀函數校正[12] 23 第三章 實驗系統架設與實驗流程 27 3-1影像量測系統 27 3-2量測試件 29 3-3實驗流程 31 第四章 實驗量測結果 36 4-1系統穩定性量測 36 4-1-1影像內插次數比較 37 4-1-2量測法與標記物顏色比較 38 4-1-3標記物尺寸比較 40 4-1-4量測視野比較 41 4-2標記物位移量測 43 4-2-1標記物個別之位移量測 44 4-2-2標記物位移之形心距離量測 49 4-3影像幾何校正 52 4-4拉伸試驗量測 54 4-5動態拉伸量測 69 第五章 結論與建議 77 5-1結論 77 5-2建議 78 參考文獻 79

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    下載圖示 校內:2022-09-01公開
    校外:2022-09-01公開
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