Введение 3
1 Анализ дефектов лакокрасочного покрытия 5
2 Обзор систем контроля дефектов лакокрасочного покрытия 15
2.1 Анализ методов контроля дефектов лакокрасочного покрытия 15
2.2 Анализ систем контроля дефектов лакокрасочного покрытия 17
3 Математические модели функционирования системы контроля 21
3.1 Улучшение качества изображений 21
3.2 Бинаризация изображений 32
3.3 Текстурный анализ изображений 40
3.4 Определение геометрических характеристик дефектов 44
4 Алгоритмы работы системы контроля 52
5 Структура системы контроля 60
Заключение 65
Список используемых источников 66
Лакокрасочные покрытия современного автомобиля являются не только элементом оформления его экстерьера, но и защитным покрытием кузовных деталей. С точки зрения потребителя лакокрасочное покрытие автомобиля должно отвечать, прежде всего, эстетическим требованиям, что подразумевает отсутствие видимых дефектов. С точки зрения производителей автомобилей немаловажными являются и защитные функции лакокрасочного покрытия, на выполнение которых также оказывает влияние наличие различного рода дефектов.
Данная диссертационная работа направлена на решение проблемы автоматизации поиска визуальных дефектов лакокрасочного покрытия кузова автомобиля. Актуальность выбранной темы объясняется высокой трудоемкостью используемых на производстве методов контроля.
В производственных условиях чаще всего применяется визуальный контроль, который выполняется специально обученным контролером. Основным достоинством такого метода контроля является простота его реализации и отсутствие сложных технических устройств, что делает его одним из самых эффективных методов контроля. Такой метод позволяет определить наличие дефекта, а в случае необходимости классифицировать его. Следует заметить, что при определении дефекта с его последующей классификацией от контролера требуется высокая квалификация. Основным недостатком визуального метода определения дефектов лакокрасочного покрытия является человеческий фактор. Это объясняется тем, что выполняемые работы относятся к высокому классу зрительных работ, то есть приводят к повышенной утомляемости, напряжению анализаторов и психоэмоциональным перегрузкам. Следствием этого является снижение производительности процесса и субъективности получаемых результатов. Устранение данных проблем традиционно решается путем применения различных устройств, чаще всего оптических. Основной недостаток данного подхода заключается в его низкой производительности и больших затратах времени на подготовительные работы. В ряде случаев также требуется создание специальных условий контроля и специальной предварительной подготовки поверхности, что еще больше увеличивает трудоемкость процедуры контроля. Кроме того, данные приспособления чаще всего не позволяют автоматизировать процесс контроля.
В последнее время активно разрабатываются автоматизированные системы выявления дефектов лакокрасочного покрытия. Данное направление является достаточно перспективным, но труднореализуемым, так как требует разработки специальных технических средств и специализированного программного обеспечения, что делает данные системы дорогостоящими.
В связи с этим автоматизация поиска визуальных дефектов лакокрасочного покрытия автомобиля перспективная научно-техническая задача.
Из вышесказанного следует, что цель данной магистерской диссертации заключается в повышении качества и быстродействия поиска дефектов лакокрасочного покрытия автомобиля путем разработки соответствующей автоматизированной системы контроля.
Сформулируем задачи, направленные на достижение цели диссертации:
- проанализировать возможные дефекты лакокрасочного покрытия;
- рассмотреть существующие систем контроля дефектов лакокрасочного покрытия, включая методы и системы контроля;
- разработать математические модели функционирования системы
контроля, включая модели улучшения качества изображений, бинаризации изображений, текстурного анализа изображений, определения геометрических характеристик дефектов;
- разработать алгоритмы работы системы контроля;
- разработать структуру системы контроля.
Работа над магистерской диссертацией позволила решить сложную научно-техническую задачу по разработке автоматизированной системы по поиску дефектов лакокрасочного покрытия на основе обработки цифровых изображений объектов. Основные результаты работы приведены ниже.
На первом этапе работы проанализированы возможные дефекты лакокрасочного покрытия, выявлены наиболее часто встречаемые. На основании чего сформулированы требования к техническим характеристикам системы контроля.
По результатам анализа существующих методов и систем контроля дефектов лакокрасочного покрытия выявлены наиболее перспективные, учтены их недостатки и предложено применить схему бесконтактной системы контроля на основе цифровой обработки изображений.
Исходя из принятой схемы системы контроля, предложен математический аппарат, реализующий обработку изображения, который включает в себя модели улучшения качества изображений, бинаризации изображений, текстурного анализа изображений и определения геометрических характеристик дефектов.
На основании предлагаемого математического аппарата разработаны алгоритмы работы системы контроля, структурные схемы установки контроля и организации программного обеспечения. Это позволило обеспечить требуемый уровень автоматизации процесса контроля, требуемое быстродействие и точность контроля.
В результате разработана автоматизированная система контроля дефектов лакокрасочного покрытия автомобиля, обеспечивающая требуемые характеристики качества и быстродействия контроля. При этом непосредственно в процессе контроля контролер не участвует, что позволило исключить влияние человеческого фактора. Следовательно, цель работы можно считать достигнутой.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
