基于数字图像三维形貌重构技术的金属表面粗糙度评定系统-电子与通信工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含获得 兰州交通大学 或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 兰州交通大学 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权 兰州交通大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 （保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 兰州 兰州交通大学工程硕士学位论文 摘 要 表面粗糙度是评价表面质量的一个重要指标，金属材料表面粗糙度严重影响其外观 质量及性能。因此，合理评价金属材料表面粗糙度就显得尤为重要。目前，大部分评价 金属材料表面粗糙度的方法或仪器存在速度慢、成本高、精度低、稳定性差等缺陷，很 少能进行较低环境要求下的实时在线检测，大部分仍停留在二维测量阶段，其测量结果 比较片面，更无法全面体现待测表面的整体特性，不能对表面质量进行完整分析。 本文在构建待测表面三维形貌的基础上研究评价金属表面粗糙度的技术，设计完成 了相应的评定软件，可有效弥补现有测量方法的不足。首先从一幅金属表面二维数字图 像的灰度差信息中，提取出关于其表面层凸凹的高度差信息，建立两者之间的映射关系 模型，确立实现待测表面的三维形貌重构相应方法及算法；在此基础上，通过观测建立 的三维空间模型，选定主要评定参数，确立表面粗糙度的主要评定方法及算法；最后， 利用粗糙度平磨和平铣样块对系统进行了实验测试，将所测数据和粗糙度样块标准参数 进行比对，结果满足金属表面测量的精度要求，各参数平均误差率均未超过 10-1μ m， 证明了该系统的可行性及准确性。 本系统软件设计基于 MATLAB 平台来完成, 其强大的科学运算功能为表面粗糙 度的高精度、快速测定提供了有力保障；另外其 GUI 技术使软件有良好的交互性，方便 用户操作。本系统应用范围较广，从金属工件的质检分析，到科研院所的研究，以及大 专院校的专业教学等都可广泛应用，进一步还可以开发 APP 应用于手机等手持终端，使 表面粗糙度的检验更加方便。 关键词：数字图像；金属材料；三维重构；表面粗糙度 论文类型：应用研究 I - 基于 基于数字图像三维形貌重构技术的金属表面粗糙度评定系统 Abstract Surface roughness is an important indicator for surface quality, and the surface roughness of metal materials severely affects the appearance quality and properties. Therefore, the reasonable evaluation of metal material surface roughness is very important。At present, most of the methods or instruments for evaluating the surface roughness of metallic materials have the following defects: slow speed, high cost, low accuracy, poor stability, etc.They seldom realize online detection under low environmental requirements, most of them still remain in the stage of two dimensional measurement，the results of the measurement are one-sided, and cant reflect the overall characteristics of the surface, and can not analyze the surface quality completely. The technology of evaluating the metal surface roughness has been studied in this thesis,