牛顿环计算机丈量系统探讨与设计

牛顿环是典型的等厚干涉现象,在实际的生产生活中的应用十分广泛,它可以用来丈量|教学论文网|光长、透镜的曲率半径、检验表面的光洁度、平面度和研究零件内部应力的分布等物理量。传统的人工牛顿环丈量|教学论文网|成本高,耗时长,且误差大,不便于长时间的连续观测,并且对图像信息没法存储。基于人工牛顿环丈量|教学论文网|存在的诸多问题,本文提出了一种全新的数字图像处理技术的计算机丈量|教学论文网|牛顿环的方法。在本文中,我们采用CCD图像采集系统代眼作为接收器,并加入中继透镜用以扩大视场。深入研究了数字图像处理、丈量|教学论文网|与识别方法。主要包括图像信息的提取、图像信息的二值化与平滑处理、图像增强与清楚处理、分割等处理,并在此基础上,通过自主编写的程序,完成对牛顿环直径的丈量|教学论文网|以及得到被待测透镜曲率半径。终极,我们以Windowsxp为操纵平台采用MicrosoftVisualStudiC6.0等工具开发出了牛顿环丈量|教学论文网|系统,完成了整套系统的软件设计。实验证实,该系统具有识别精度高及速度快等优点。实现了传统实验与现代计算机的有机结合,使传统的物理实验趋于现代化,在物理实验教学方面具有一定的实用价值。【关键词】：牛顿环CCD数字图像处理曲率半径
【论文提纲】：摘要3-4ABSTRACT4-7第1章绪论7-151.1研究的背景及意义7-91.1.1牛顿环的发展及应用7-81.1.2牛顿环的应用8-91.2图像处理技术的发展状况9-121.2.1图像处理的研究内容9-101.2.2数字图像处理的应用10-121.3本文研究的内容12-15第2章牛顿环丈量|教学论文网|系统的组成及其原理15-252.1牛顿环原理15-162.2系统的光路设计16-172.3CCD图像采集系统设计17-192.3.1CCD视频相机172.3.2图像采集卡17-192.4系统中软件部分的总体设计思路19-202.4.1总体设计框架图202.5牛顿环计算机丈量|教学论文网|软件先容20-222.6牛顿环丈量|教学论文网|系统硬件构成22-232.7本章小结23-25第3章牛顿环图像的图像预处理技术研究25-413.1图像的降噪25-293.1.1空间域滤波方法25-293.2图像的增强技术29-343.2.1图像的直方图29-303.2.2直方图均衡30-323.2.3图像的灰度变换32-343.3图像锐化34-363.4边沿检测36-403.4.1图像的边沿36-373.4.2基于SUSAN算子的边沿提取37-403.5本章小结40-41第4章牛顿环的参数丈量|教学论文网|41-494.1基于区域特性的参数丈量|教学论文网|41-444.1.1连通区域414.1.2对连通区域的标号处理41-424.1.3通过标号处理计算牛顿环的数目42-434.1.4连通区域的参数选择434.1.5特征参数的计算43-444.2基于投影算法的参数丈量|教学论文网|44-474.2.1丈量|教学论文网|原理44-454.2.2牛顿环个数及直径的丈量|教学论文网|45-474.3曲率半径的计算47-484.4结果分析48-49第5章总结与展望49-505.1本文主要完成的研究工作495.2文章主要创新点495.3展望49-50参考文献50-54致谢54-56研究生期间发表论文56