автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Компенсация погрешностей оптико-электронной системы автоматизированного контроля геометрических параметров объектов

На правах рукописи

АБАКУМОВ Игорь Игоревич

КОМПЕНСАЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТОВ

Специальность 05.11.13 — Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2014

005558887

005558887

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент

Кульчицкий Александр Александрович

Официальные оппоненты:

Кондртикова Галина Анатольевна — доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт - Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров», кафедра информационно-измерительных технологий и систем управления, заведующая кафедрой

Быстрое Сергей Владимирович - кандидат технических наук, доцент, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики», кафедра систем управления и информатики, доцент

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича»

Защита диссертации состоится 25 декабря 2014 года в 12 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, д. 2, ауд. № 1163.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный» и на сайте www.spmi.ru.

Автореферат разослан 24 октября 2014г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета

Андрей Сергеевич

ФОКИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Процесс производства листовых изделий и деталей типа «тела вращения» характеризуется необходимостью контроля большого количества геометрических параметров (таких как размеры элементов, их форма). В производственных условиях традиционно реализуется методика последовательного определения геометрических параметров, с применением контактных средств и требует значительных затрат времени. Процедура контроля в большинстве случаев не автоматизирована, что приводит к тому, что контроль становится выборочным и ведется статистическими методами, и не гарантирует отсутствие брака.

Использование параллельных измерений для комплексного контроля геометрии изделий, дает возможность интенсифицировать процедуру приемочного контроля. Существенное сокращение времени контроля позволяет не только осуществлять сплошной приемочный контроль вместо выборочного, но и проводить производственный контроль, управляя качеством продукции.

Среди средств, позволяющих комплексно оценить качество изделий, выделяются оптико-электронные системы (ОЭС) контроля на базе камер технического зрения (КТЗ). Для контроля 2D геометрии, которая характерна для листовых изделий или осесимметрич-ных деталей, достаточно использование одноканальных пассивных ОЭС с фиксированным положением объекта контроля.

Сведения о геометрических параметрах изделий ОЭС получают по изображению изделия, степень геометрического подобия которого объекту контроля определяет достоверность процедуры контроля. Основными источниками искажений изображения являются: погрешности определения положения объекта контроля в пространстве, аберрации оптической системы, шумы матрицы КТЗ, фоновая составляющая. Требуемая степень геометрического подобия в настоящее время достигается за счет применения аппаратных средств, что приводит к существенному удорожанию таких систем.

Степень научной разработанности темы: Теория оптических искажений рассмотрена в работах: Волосова Д.С., Русино-ваМ.М., Сокольского М.Н., Brown D.C., Ebner Н. Теория расчёта

оптико-электронных средств контроля изложена в работах: Абдулова А. Н., Васильева JI.A., Гебеля И.Д., Зарезанкова Г.Х., Иванова Б.И., Маркова H.H., Мирошникова М.М. Вопросами теории расчёта и конструирования систем контроля геометрических параметров изделий посвящены труды: Сарвина A.A., Сысоева А.Д., Труте-ня В.А., Хофмана Д. Вопросами калибровки камер технического зрения занимались Zhang Z., Gary Bradski и Adrian Kaehler, Homberg А. и компания National Instruments.

Однако до настоящего времени не разработаны алгоритмы для комплексной программной компенсации погрешностей обеспечивающие оптимальное использование возможностей аппаратной части ОЭС контроля и повышение точности процедуры контроля геометрических параметров.

Цель работы: Разработка алгоритмического и программного обеспечения для комплексной компенсации погрешностей оптико-электронной системы автоматизированного контроля геометрических параметров объектов проекционным методом с целью повышения точности контроля неподвижных и квазинеподвижных объектов.

Идея работы: Повышение точности измерений 2D геометрии контролируемых объектов путем компенсации систематических и случайных погрешностей в автоматизированных оптико-электронных системах контроля без изменения аппаратной части на основе обобщения знаний о возникновении погрешностей и методах их компенсации.

Задачи исследования:

1. Провести анализ процесса получения информации в оптико-электронных системах.

2. Провести анализ погрешностей оптико-электронных систем контроля на базе камер технического зрения и методов их компенсации.

3. Разработка математической модели коррекции искажений оптического тракта системы контроля геометрических параметров объектов.

4. Разработка метода калибровки камер технического зрения, входящих в состав ОЭС контроля.

5. Разработка алгоритма комплексной компенсации погрешностей ОЭС контроля объектов с последующей реализацией в программной среде.

6. Провести оценку метрологических характеристик предложенного алгоритма комплексной компенсации погрешностей ОЭС контроля геометрических параметров. Положения, выносимые на защиту:

1. Метод калибровки оптико-электронной системы автоматизированного контроля, позволяющий реализовать программную обработку изображения объекта для корректировки искажений с целью обеспечения геометрического подобия изображения объекту контроля, что обеспечивает повышение точности системы без изменения аппаратной части.

2. Повышение точности контроля геометрических параметров изделия по его изображению достигается за счет применения алгоритма комплексной компенсации погрешностей оптико-электронной системы автоматизированного контроля, включающего следующие этапы: вычитание фона, фильтрацию шумов матрицы камеры технического зрения, калибровку системы с использованием тест-объекта, пороговую бинаризацию изображения.

Методы исследований.

Для решения поставленных задач в диссертационной работе использованы методы анализа теории и практики применения методов контроля геометрических параметров объектов, методы теории измерений, современного компьютерного моделирования, методы специальной цифровой обработки изображений, методы математической статистики.

Для подтверждения эффективности и достоверности предложенных методов проводились экспериментальные исследования в лабораторных условиях с использованием специального оборудования. Экспериментальные данные обрабатывались с помощью методов математической статистики.

Научная новизна работы:

1. Предложен метод калибровки камер технического зрения для восстановления геометрического подобия изображения объекту.

2. Разработана математическая модель дискретизации пространства изображений для попиксельной коррекции искажений оптического тракта системы контроля геометрических параметров объектов.

3. Разработан алгоритм комплексной компенсации погрешностей оптико-электронной системы контроля геометрических параметров объектов, обеспечивающий повышение точности измерений без изменения аппаратной части системы.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается корректным применением в исследованиях теоретических положений фундаментальных наук, непротиворечивостью экспериментальных данных,- полученных при физическом исследовании образцов контроля, теоретическим положениям.

Практическая ценность работы состоит в разработке алгоритмического и программного обеспечения комплексной компенсации погрешностей оптико-электронной системы автоматизированного контроля 2Ъ геометрии; разработке программного обеспечения для калибровки камеры технического зрения на основе модели дискретизации пространства изображений для попиксельной коррекции искажений оптического тракта.

Разработанное программное и алгоритмическое обеспечение исследовано и проверено на экспериментальной оптико-электронной установке на кафедре «Автоматизации технологических процессов и производств» в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Полученные результаты могут быть использованы на предприятиях общего машиностроения, автомобильной, авиационной, энергетической и др. отраслей промышленности, для повышения информационной надежности, улучшения метрологических характеристик систем и средств автоматизированного неразрушающего контроля объектов.

Результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены и используются в учебном процессе кафедры «Автоматизации

технологических процессов и производств» в Горном университете в дисциплинах «Основы систем технического зрения», «Технические измерения и приборы» и «Методы и алгоритмы обработки сигналов и изображении».

Личный вклад автора:

1. На основе анализа литературных источников и экспериментальных исследований обоснована возможность применения оптико-электронных систем для контроля 2В геометрии изделий.

2. Изучение существующих методов компенсации искажений и размытия оптических изображений объектов контроля, получаемых с помощью камер технического зрения.

3. Предложен метод калибровки камеры технического зрения, учитывающий особенности восприятия информации матричными фотоприемниками.

4. Разработан алгоритм комплексной компенсации систематических и случайных погрешностей оптико-электронной системы контроля.

5. Разработана программа компенсации погрешностей оптико-электронной системы автоматизированного контроля геометрических параметров объектов в среде ЬаЬУ1Е\¥.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и; результаты исследований докладывались автором на XI Международной научно-практической конференции молодых ученых, студентов и аспирантов «Анализ и прогнозирование систем управления» (г. Санкт-Петербург, СЗТУ, 2010 г.), 11 Международной научно-практической конференции «Инновационные системы планирования и управления на транспорте и в машиностроении» (Горный университет, 2014 г.).

Работа отмечена дипломом II степени Северо-Западного государственного заочного технического университета в конкурсе молодежных бизнес-идей и научно-технических разработок за 2010 -2011 учебный год в номинации «лучшая молодежная инновационная научно-техническая разработка».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе две в изданиях, входящих в список рекомендуемых ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 132 страницах машинописного текста. Содержит 73 рисунка , 22 таблицы. Библиографический список включает в себя 128 источников.

Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы общая цель и задачи исследовательской работы, научная новизна и практическая ценность работы, сформулированы положения, выносимые на защиту. Представлена краткая аннотация разделов диссертации.

В главе 1 представлен обзор существующих методов контроля геометрических параметров объектов, проведён их анализ и обозначены преимущества и недостатки существующих подходов к контролю объектов. Приведен обзор существующих оптических и оптико-электронных систем измерения геометрических размеров объектов, представлены основные характеристики компонентов оптико-электронных систем контроля и рассмотрены существующие методы компенсации погрешностей.

В главе 2 представлены результаты исследования процессов передачи и получения информации в оптико-электронных системах; проанализированы математические методы обработки изображений.

В главе 3 описаны основные погрешности оптического тракта; рассмотрены существующие методы калибровки КТЗ; произведен анализ тест-объектов, применяемых для коррекции искажений; предложен метод калибровки системы с применением тест-объектов; произведен сравнительный анализ существующих и предложенного метода калибровки КТЗ.

В главе 4 рассмотрены основные помехи в оптико-электронной системе контроля, методы повышения точности измерений; предложены методы подавления фоновой составляющей и шума матрицы камеры технического зрения и предложен алгоритм комплексной компенсации погрешностей оптико-электронной системы контроля.

В главе 5 представлена схема экспериментальной установки; произведен сравнительный анализ методов программной обработки изображения для разных аппаратных компонентов системы; выработаны рекомендации по использованию методов фильтрации шумов

матрицы камеры технического зрения и подавления фоновой засветки для разных сочетаний аппаратных компонентов ОЭС контроля 20 геометрии объектов; произведена оценка метрологический характеристик алгоритма комплексной компенсации погрешностей ОЭС контроля геометрических параметров.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертационной работы и проведенных исследований.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Метод калибровки оптико-электронной системы автоматизированного контроля, позволяющий реализовать программную обработку изображения объекта для корректировки искажений с целью обеспечения геометрического подобия изображения объекту контроля, который обеспечивает повышение точности системы без изменения аппаратной части.

Существующие методы калибровки направлены на компенсацию только одного вида искажений: дисторсии (бочкообразной и подушкообразной), перспективных искажений и др. Для компенсации нескольких видов погрешностей, методы применяют последовательно, что вносит дополнительные погрешности в корректировку изображения объекта. К тому же при их применении происходит изменение разрешения изображения и предъявляются высокие требования к точности позиционирования объектов контроля.

Предлагается метод коррекции изображения с сохранением разрешения оригинала с использованием тест-объекта в виде сетки, состоящей из квадратов. Область применения - контроль неподвижного или квазинеподвижного изделия.

Процедуру коррекции можно представить тремя этапами:

1. привязка изображения тест-объекта к границам пикселей;

2. дискретизация восстановленного тест-объекта;

3. попиксельный перенос изображения в восстановленную сетку.

Первых два этапа относятся к процедуре калибровки и выполняются единовременно, а последний относится собственно к обработке текущего изображения. Таким образом, предлагаемую методику калибровки можно описать как создание скорректированной

геометрической «матрицы», в которую попиксельно переносится изображение с матричного фотоприемника.

Рассмотрим этапы подробнее. Исходное изображение тест-объекта представлено на рисунке 1. Сетка тонких линий представляет матрицу камеры технического зрения, ячейка которой соответствует фоточувствительной ячейке, формирующей элементарную составляющую изображения - пиксель.

На первом этапе производится привязка к точке пересечения границ пикселов тест-объекта (в большинстве существующих методик привязка осуществляется к середине пиксела) (рисунок 1).

К-1 к К-1

Г -- - —1 г- —у

1 [ 1

1

1 1

! 1 |

1 1

-- - - -\- —- 1.....- —1— 1

'—0— 1«« —|— .... 1

Рисунок 1 — Исходное изображение гест-объекта

К и Р - номера ячеек тест-объекта по горизонтали и вертикали. ! и / - номера пикселей в ячейке тест-объекта (/=1.. .Я; у =).. .М).

Восстановленное изображение тест-объекта представлено на рисунке 2.

и

Т " т т ! Т ! ]_|

И 1 I 1 1 .\ 1 1 \ ! I В 1 1 | 1 1 1 О

1 | I Г ( ^_5 Ц__ Д.. \ \ 4— \—д—-V—V*

Г"1 1 ? 1 й—й—е—Ь— Г д £-4.....1 1—-к £ ^

1 2 ... 1...

Рисунок 2 - Изображение тест-объекта после корректировки искажений Ья - длина ячейки сетки тест-объекта (б мм);

Таким образом, граница каждой ячейки тест-объекта разбивается на N и М интервалов соответственно по горизонтали и вертикали. Закономерность дискретизации ячейки тест-объекта является основой для восстановления изображения.

Координаты границ г'-го и /-го восстановленного пикселя в текущей ячейке вычисляются по формулам (1)(2):

= -гг-^-+ -----> I

* к ,(1)

^-а-й^х) у.

' М и

/=1 ,(2)

где г, у — номера пикселей в горизонтальной и вертикальной в ячейке сетки тест-объекта; Ья - длина ячейки сетки тест-объекта (в мм); N. М - количество горизонтальных и вертикальных пикселей в ячейке тест-объекта; 3К+1, дк_1 и дРл1, дР./ - относительное изменение размера горизонтальной и вертикальной ячеек гест-объекта на изображении, п,т - текущее значение координаты /-го и у'-го пикселя.

Таким образом, при корректировке изображения используется метод кусочно-линейной аппроксимации. Сравнение предложенного метода калибровки с существующими в медианном сечении изображения представлено на рисунке 3.

0,3 -1-—......................—■——-------

12 3 4 5 6

Точки медианного сечения изображения Рисунок 3 - Графики сравнения методов калибровки 11

Разработанный метод:

• инвариантен к природе искажений изображения, приводящих к его деформации и размытию;

» обеспечивает возможность воспроизведения геометрических параметров объекта по его изображению с эквивалентной точностью до ± 1 пиксель;

• характеризуется отсутствием эффекта кадрирования краев исправленного изображения, изменяющего разрешение изображения.

2.Повышение точности контроля геометрических параметров изделия по его изображению достигается за счет применения алгоритма комплексной компенсации погрешностей оптико-электронной системы автоматизированного контроля, включающего следующие этапы: вычитание фона, фильтрацию шумов матрицы камеры технического зрения, калибровку системы с использованием тест-объекта, пороговую бинаризацию изображения.

Компоненты оптико-электронных систем вносят различного рода погрешности оказывающие влияние на процесс формирования изображения, в частности: геометрические искажения (абберации, перспективные искажения), неравномерность фона. Электронные компоненты (матрица) вносят шумовую составляющую (рисунок 4). Аппаратная компенсация подобных погрешностей приведет к усложнению и удорожанию системы.

06 ъюам

Рисунок 4 — Основные источники погрешностей оптико-электронной системы контроля

Алгоритмические методы позволяют компенсировать погрешности без изменения аппаратной части. Существующие решения - методы, алгоритмы и программные фильтры направлены на подавление отдельных систематических и случайных погрешностей. На данный момент не существует комплексных решений данной проблемы.

Анализ существующих сведений о методах компенсации погрешностей и создание обобщенной модели передачи информации в ОЭС позволили разработать алгоритм для комплексной компенсации погрешностей оптико-электронной системы контроля геометрических параметров. Алгоритм включает в себя следующие этапы: вычитание фона, фильтрацию шумов матрицы камеры технического зрения, процедуру калибровки с использованием тест-объектов, пороговую бинаризацию изображения (рисунок 5).

Мешаный обь«л Шобршкедаеобьгкга Втигшшя фона

Пояизешквушшфшш Юмшяюмя» Пороговая бинаризации

<фраг*еат вгобрзжеквя) геометрических искажения изображений

Рисунок 5 - Последовательность обработки в алгоритме компенсации погрешностей оптико-электронной системы

Вычитание фона (или отделение фона) является одной из основных операций в процессе обработки изображений. Операция вычитания фона применяется для уменьшения вычислительных затрат, облегчения процедур поиска объекта и получения измерительной информации. На основе проведенных экспериментальных исследований выбран метод попиксельного вычитания изображения объекта и изображения фона.

Для выполнения процедуры вычитания фона, необходимо проанализировать изображение фона на основе оценки гистограммы изображения фона (рисунок 6).

Распределение фона ^

к S

О 25 50 75 Ш 125 150 175 2ШЗ 225 255

Рисунок 6 - Гистограмма изображения фона

На основе гистограммы (рисунок 7) изображение фона (рисунок 8 а) сравнивается с текущим изображением объекта (рисунок 8 б), для определения порога:

\B,rI,j\>ó, i=0...w,j=0...h, где w и h — ширина и высота изображения.

Изображение фона сохраняется, а потом для каждого следующего кадра применяется порог к модулю разности текущего и сохраненного изображения по каждому пикселю. Объекты, оставшиеся после вычитания, будут являться объектами переднего плана (рисунок 8 в).

[ ----------------

I Распределение ¡ объекта

i

Порог,

8 25 Я 75 Ж 125* W 175 Ш 225 255

Рисунок 7 — Гистограмма изображения объекта с фоном . .г .. * ШМЩШЩШш 1

'ÜHK.

мсмммжис-.

Г - Д1ИДУИШЙ—ня

¡•■тмтмх*

д

а) б) в)

Рисунок В - Процедура вычитания фона: а - изображение фона; б - изображение объекта; в - результат вычитания фона

Фильтрация шумов матрицы. Любой приемник излучения обладает шумами, т. е. на полезный сигнал всегда накладывается паразитный шум. Матрица не является исключением. Для полного подавления или значительного уменьшения шумов при обработке снимков применяются специальные методы шумоподавления.

Двумерный медианный фильтр с окном размера 1x1 имеет наибольшую из всех рассмотренных методов шумоподавления эффективность, ему соответствует коэффициент ослабления шума 5,86. Это свидетельствует о том, что при его помощи удается значительно снизить уровень шума на изображении. Для подавления малого уровня шума (для камер технического зрения с матрицами более 4 Мп) оптимально применить фильтр со значением ¿=3, при высоком уровне шума (для камер технического зрения с матрицами 1,3 Мп и ниже) - фильтр использующий значение Ь-5 или 1-1.

Процедура калибровки производится на основе разработанного и представленного ранее (в положении 1) метода калибровки оптико-электронной системы контроля.

Пороговая бинаризация изображения. Целью операции бинаризации является четкое отделение объекта от окружающей его области путем задания двухуровневого порога. Метод пороговой бинаризации работает со всем изображением. На основе порога выбранного по гистограмме (рисунок 9) исходное полутоновое изображение, преобразуется в черно-белое изображение, пиксели которого имеют только два значения - 0 и 1.

Рисунок 9 - Гистограмма с установленными порогами бинаризации

Пороговая бинаризация осуществляется по следующим условиям:

Г(т.п) =

О,/(т, я) < t¿ 1 ,/(т,п) > ti

ti

'tj(т,п) е £>! с2(т, п) е 02

а„(т,п) е Dn

где /, — пороговые значения бинаризации; D, — области с установленными порогами.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований был разработан алгоритм (рисунок 10) для комплексной компенсации погрешностей оптико-электронной системы контроля геометрических параметров.

Разработанный алгоритм комплексной компенсации погрешностей программно реализован в среде Lab VIEW на базе графического языка программирования «G».

Для оценки метрологических характеристик оптико-электронной системы автоматизированного контроля была разработана установка (рисунок 11).

7

Ь 3:!

/-fTN

И"7

___ Я "Л Л ......1/ „ 0 д !2 / / jí и

X- ■■■ES —

щ

.........i.........

Рисунок 11 — Установка для контроля геометрических параметров объектов: 1 - каретка КТЗ, 2 - крепление КТЗ, 3 - КТЗ, 4 - каретка диафрагмы, 5 - диафрагма, 6 - координатный стол, 7 - держатель источника освещения; 8 - источник освещения; 9,12 - шаговый двигатель; 10 — каретка с механизмом поворота; 11- направляющие; 13- объектив К'ГЗ; 14 - скамья.

Рисунок 10 - Алгоритм способа компенсации погрешностей оптико-электронной системы контроля

геометрических параметров

Обязательным условием проведение процедуры контроля с применением установки является:

• строго зафиксированное положение объекта контроля и камеры технического зрения на одной оптической оси;

• объект контроля должен быть размещен в той же плоскости, что и тест-объект для калибровки.

Производилось сравнение методов коррекции искажений для различных комбинаций КТЗ и объективов (рисунок 12 а,б). На рисунке обозначены следующие методы: без калибровки (БК), калибровка National Instruments (N1), предложенный алгоритм с калибровкой N1 (Алг.+NI), разработанный метод калибровки (РМК), предложенный алгоритм с разработанным методом калибровки (Алг.+РМК).

Методы коррекции искажении

БК N1 Ааг>№ РМК Алг.^ИЙК

PI3 2400 022 5,178 0,175 0,11 0,05

ace&ftO 0Д5 1 Г 0Д5 0Д£ 0,16 0.034

!У 1722 0.2Я 0,16 0,2 0,13 o.tsss

б)

Методы коррекции искажении

Рисунок 12 - Графики сравнения методов коррекции искажений а - объектив 1=25 мм, б - объектив 1=6 мм

Экспериментальные исследования проводились с объектами размеры которых не превышали 150x250 мм, что обусловлено возможностями экспериментальной установки.

Исследования показали, что предлагаемый алгоритм комплексной компенсации погрешностей ОЭС контроля на базе КТЗ в сравнении с существующими методами обеспечивает уменьшение погрешности в 2 раза позволяя определять геометрические параметры объекта с относительной погрешностью не более 0,013%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представляющей собой законченную научно-квалификационную работу, на основе анализа литературных источников и выполненных теоретических и экспериментальных исследований была решена актуальная научно-практическая задача - повышение точности контроля геометрических параметров контролируемых объектов в автоматизированных оптико-электронных системах контроля путем компенсации систематических и случайных погрешностей за счет применения разработанного программного и алгоритмического обеспечения.

На основании проведенных исследований получены следующие научные результаты работы:

1. Выполнен анализ методов и средств контроля геометрических параметров, на основе которых обоснована возможность применения оптико-электронных систем для контроля основных параметров листовых изделий и деталей типа «тела вращения».

2. Разработана математическая модель дискретизации пространства изображений для попиксельной коррекции искажений оптического тракта системы контроля геометрических параметров объектов.

3. Предложенный метод калибровки камеры технического зрения с использованием тест-объекга обеспечивает погрешность Д=±1 пиксель.

4. Разработан алгоритм комплексной компенсации систематических и случайных погрешностей оптико-электронной системы контроля.

5. Программная реализация алгоритма компенсации в среде Lab VIEW позволяет обеспечить абсолютную погрешность Д=±0,02 мм с доверительной вероятностью 95%.

6. Выработаны рекомендации по использованию методов подавления фоновой засветки изображений и фильтрации шумов матрицы камеры технического зрения для разных сочетаний аппаратных компонентов системы контроля геометриических параметров объектов

Наиболее значимые работы по теме диссертации:

1. Абакумов И.И. Методика обнаружения пороков стекла с применением камеры технического зрения [Текст] / В.В. Булатов, И.И. Абакумов, A.A. Кульчицкий //Научно-технические ведомости СПбГПУ «Наука и Образование». - СПб: СПбГПУ, 2011 - С. 163168.

2. Абакумов И.И. Автоматизированное детектирование пороков листового стекла на основе технологии технического зрения [Текст] / В.В. Булатов, И.И. Абакумов, A.A. Кульчицкий, В.А Шабанов //Вестник Иркутского Государственного Технического Университета №2. - Иркутск: ИрГТУ, 2012 - С.21-26.

3. Абакумов И.И. Применение светофильтров при контроле пороков стекла с использованием системы технического зрения [Текст] / И.И. Абакумов, В.В. Булатов // Труды XI Международной научно-практической конференции молодых ученых, студентов и аспирантов «Анализ и прогнозирование систем управления» 1ч.-СПб.: СЗТУ,2010. -С.7-10.

4. Абакумов И.И. Методика и система распознавания пороков листового стекла с применением камеры технического зрения [Текст] / И.И. Абакумов, В.В.Булатов // Материалы V Всероссийского форума студентов, аспирантов и молодых ученых. «Наука и инновации в технических университетах ». - СПб: СПбГПУ, 2011 -С.5-6.

5. Абакумов И.И. Обзор методов контроля микрогеометрии поверхностей трения ответственных деталей судовых машин [Текст] / И.И.Абакумов, А.К. Наумова, В.А. Шабанов // Издательство Государственного университета морского и речного флота имени

С.О. Макарова; труды V Международного симпозиума по транспортной триботехнике «Транстрибо-2013», 2014 -С.251-257.

6. Абакумов И.И. Алгоритмический способ компенсации погрешностей автоматизированной оптико-электронной системы контроля геометрических параметров объектов [Текст] / И.И. Абакумов. A.A. Кульчицкий // Сборник трудов II

Международной научно-практической конференции «Инновационные системы планирования и управления на транспорте и в машиностроении» Том II, 2014 - С. 104-108.

РИЦ Горного университета. 23.10.2014. 3.787. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2