基于CCD圖像的齒輪點蝕面積計算

車輛工程專業畢業論文，論文編號:JX882  論文字數:16107.頁數:32

摘     要
 齒輪傳動在各類機械中都有廣泛的應用，齒面點蝕是齒輪失效形式的一種，屬于齒面的疲勞損傷。齒輪在接觸疲勞試驗臺上進行試驗時，可能出現接觸疲勞失效，也可能出現齒面的應力循環次數超出規定的循環基數N0而未失效。接觸疲勞失效的判據是齒面的點蝕損傷程度。點蝕損傷程度用齒面點蝕面積率表征，本文通過對齒輪點蝕的CCD圖像識別分析，使用MATLAB軟件計算出齒輪點蝕的面積，給出了點蝕圖像獲取、處理和分析的方法與步驟。確立了標定、預處理、圖像閾值分割和特征提取的實現方法。其中，根據點蝕圖像的特點提出了基于點蝕圖像灰度期望值和方差的線性灰度變換法；針對不同的圖像采用兩種不同的閾值分割方法的策略；確定了點蝕圖像分析的特征參數；研究了一種高效的區域標記合并算法。
 
關鍵詞：CCD圖像 齒輪點蝕 MATLAB 面積計算
 
Abstract
 Gear have all types of machinery in a wide range of applications, tooth surface pitting is a form of failure of gear belonging to the tooth surface fatigue damage.  The approaches of capturing image, image processing and analyzing were established. The processing steps were consisted of calibration, pretreatment, threshold segmentation and feature extracting. The gray transform approach based on image gray mean and variance was put forward. Two threshold segmentations were used for images with different characters. The character parameters of pitting image were set. A highly effective area label incorporation algorithm was put forward. Mathematical morphology operations of opening and closing were used to remove pit noises and small holes.
Keyword：CCD Image  Pitting Gear  MATLAB  Area Calculated

目  錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
目  錄 iii
第一章 緒論 1
1.1 研究的背景與意義 1
1.2 研究方法與系統描述 1
1.2.1 MATLAB軟件簡介 1
1.2.2 齒面點蝕的觀測方法 4
1.2.3 CCD圖像簡介 6
1.3 本章小結 9
第二章 齒輪點蝕 10
2.1 點蝕的產生與預防措施 10
2.2 齒輪疲勞點蝕試驗臺 10
2.3 本章小結 13
第三章 齒面點蝕的圖像分析 14
3.1 齒面點蝕的觀測 14
3.2 點蝕圖像的獲取 14
3.3 點蝕圖像的預處理 15
3.3.1 選取點蝕區域 15
3.3.2 彩色圖像灰度化 16
3.3.3 灰度變換 17
3.3.4 點蝕圖像分割 17
3.4 面積計算 18
3.4.1 去噪與孔洞填充 18
3.4.1 連通區域標記 20
3.4.3 計算點蝕面積率 21
3.4.4 實際面積計算 22
3.5 實例分析 22
3.6 本章小結 24
第四章 總結 25
致  謝 26
參考文獻 27
附  錄 28