機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用機(jī)械表面損傷檢測(cè)課件

人的差異在于業(yè)余時(shí)間機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用機(jī)械表面損傷檢測(cè)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用機(jī)械表面損傷檢測(cè)人的差異在于業(yè)余時(shí)間機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用機(jī)械表面損傷檢測(cè)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)

——機(jī)械零件表面損傷檢測(cè)農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化李航2014112035機(jī)器視覺(jué)技術(shù)又稱計(jì)算機(jī)視覺(jué)，一般是由CCD攝像機(jī)、圖像采集卡、帶有圖像處理軟件的計(jì)算機(jī)、光照系統(tǒng)組成。根據(jù)少兒心理特點(diǎn),興趣教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量的最有效的方法。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)或?qū)W習(xí)對(duì)象的一種力求認(rèn)識(shí)或趨近的傾向,是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)最活躍的表現(xiàn)形式,是主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)、完成學(xué)習(xí)任務(wù)的重要心理品質(zhì)。濃厚的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生獲取知識(shí)的動(dòng)力,是開(kāi)發(fā)學(xué)生智力,提高學(xué)習(xí)質(zhì)量的關(guān)鍵。所以,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣非常重要。一、通過(guò)游戲激發(fā)學(xué)生的興趣兒童具有好動(dòng)的特點(diǎn),把豐富多彩、新穎有趣的游戲引進(jìn)課堂,能較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,復(fù)習(xí)“ai、ei、ui、ao、ou、iu”六個(gè)復(fù)韻母,若教師只是反復(fù)讓學(xué)生讀音、記形、會(huì)使他們感到枯燥無(wú)味,大腦處于抑制狀態(tài),教學(xué)效果必定不佳。我則通過(guò)游戲激發(fā)學(xué)生復(fù)習(xí)興趣。師:同學(xué)們想到養(yǎng)殖場(chǎng)參觀嗎?生:(非常高興)想!師:好,現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們同老師一道去“假想的養(yǎng)殖場(chǎng)”玩一玩。(師出示畫有白(bái)兔、黑(hēi)雞、灰(huī)貓、花狗(gǒu)、黃牛(niú)的彩色圖片)師:你們認(rèn)識(shí)這些動(dòng)物嗎?誰(shuí)能來(lái)作介紹,并指出圖下帶點(diǎn)的字是什么韻母?(學(xué)生興趣盎然,爭(zhēng)著起來(lái)介紹這些動(dòng)物,并指出六個(gè)帶點(diǎn)字的韻母分別是ai、ei、ui、ao、ou、ui)這樣,學(xué)生饒有興趣地在游戲中強(qiáng)化了復(fù)韻母的識(shí)記,并體驗(yàn)到成功的喜悅。二、通過(guò)講故事、猜謎語(yǔ)激發(fā)學(xué)生興趣根據(jù)兒童年齡特征和心理特點(diǎn),教師用短小生動(dòng)的故事引入新課,極易喚起兒童的學(xué)習(xí)興趣?；蜃寣W(xué)生看圖聽(tīng)錄音故事,通過(guò)有聲教材,誘發(fā)他們學(xué)習(xí)無(wú)聲文字教材的興趣。猜謎語(yǔ),不僅能豐富教學(xué)內(nèi)容,而且能激發(fā)兒童學(xué)習(xí)的興趣。他們急于知曉謎底,必然產(chǎn)生主動(dòng)求知的欲望,就會(huì)積極思維,學(xué)習(xí)積極性必然高漲。三、通過(guò)演示,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。兒童對(duì)事物的感知,常常以興趣為轉(zhuǎn)移,凡是能引起和激發(fā)他們興趣的事物,他們就積極地、認(rèn)真地去觀察。兒童思維的特點(diǎn)又具有直觀性和形象性。利用演示實(shí)驗(yàn),把課文內(nèi)容活化為有形、有色、有聲;讓學(xué)生可視、可聞、可感,符合兒童感知和思維的特點(diǎn)。如教《柯里的亞的木匣》一文,分別用一矮一高兩個(gè)學(xué)生演示十年前后所走十步的距離不同,說(shuō)明他第一次挖不到木匣的原因。不僅能突破難點(diǎn),而且能激發(fā)其探索的興趣。四、創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生興趣。創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生興趣,是充分利用實(shí)物、音樂(lè)、圖畫、表演、語(yǔ)言等,創(chuàng)造具體、生動(dòng)、形象的場(chǎng)景,做到言、境、情融為一體,使學(xué)生“身臨其境”,寓學(xué)習(xí)于情感興趣之中,“以情悟義”,加深對(duì)課文內(nèi)容的理解。如教學(xué)《狼牙山五壯士》時(shí),讓學(xué)生在老師配有動(dòng)作的講解中,理解課文內(nèi)容,了解五壯士的英勇頑強(qiáng)。加上教師極具感染的朗讀,把學(xué)生帶到了課文敘述的場(chǎng)景,使他們與作者產(chǎn)生感情上的共鳴,從而受到感染,受到教育。五、通過(guò)提問(wèn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣小學(xué)兒童求知欲旺盛,好奇心強(qiáng),探索的傾向性大。教學(xué)時(shí)可充分利用課堂提問(wèn)激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。如:教學(xué)《植物的睡眠》可提問(wèn):同學(xué)們知道動(dòng)物都要睡眠,那植物需要睡眠嗎?這一問(wèn)引起了學(xué)生的好奇,激發(fā)了他們的求知欲,調(diào)動(dòng)了他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。“讀整本的書”，是《語(yǔ)文課程標(biāo)準(zhǔn)》的倡議。2001年和2011年出版的《語(yǔ)文課程標(biāo)準(zhǔn)》，在閱讀教學(xué)部分表述：“要重視培養(yǎng)學(xué)生廣泛的閱讀興趣，擴(kuò)大閱讀面，增加閱讀量，提高閱讀品位。提倡少做題，多讀書，好讀書，讀好書，讀整本的書”，并對(duì)第四學(xué)段（7―9年級(jí)）的學(xué)生明確要求：“學(xué)會(huì)制訂自己的閱讀計(jì)劃，廣泛閱讀各種?型的讀物，課外閱讀總量不少于260萬(wàn)字，每學(xué)年閱讀兩三部名著”?！白x整本的書”，是葉圣陶語(yǔ)文教育思想的重要組成部分。1941年，葉圣陶在《論中學(xué)國(guó)文課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂》中，對(duì)“讀整本的書”作了專門論述，明確提出“把整本書作主體，把單篇短章作輔佐”?！白x整本的書”，契合“部編本”語(yǔ)文新教材的閱讀觀。關(guān)于“部編本”語(yǔ)文新教材閱讀部分的創(chuàng)新，溫儒敏教授說(shuō)：“讓語(yǔ)文課更重視學(xué)生自主的閱讀實(shí)踐，包括課外閱讀，努力做到課標(biāo)所要求的“多讀書，讀好書，好讀書，讀整本的書”。建議老師們采取1+X的辦法，即講一篇課文，附加若干篇課外閱讀的文章?！庇缮纤隹芍?，“讀整本書”意義重大，必須引起足夠的重視。既然“讀整本書”如此重要，那么提出“讀整本書”的策略就勢(shì)在必行了?！白x整本書”的策略。“讀整本書”的指導(dǎo)。按照學(xué)生年齡特點(diǎn)指導(dǎo)。由于學(xué)生每個(gè)年齡階段的知識(shí)不同，水平有限，在進(jìn)行“讀整本書”的指導(dǎo)時(shí)，教師要考慮到學(xué)生在這個(gè)年齡階段有什么特點(diǎn)，針對(duì)這些特點(diǎn)采取適當(dāng)?shù)拇胧?。按照讀物特點(diǎn)指導(dǎo)不同的讀物有不同的特點(diǎn)，教師要把握這些讀物的特點(diǎn)進(jìn)行指導(dǎo)。例如初中階段的讀物有半文言半白話小說(shuō)《水滸》，這就需要教師給學(xué)生講清某些文言詞語(yǔ)的含義，有英國(guó)作家夏洛蒂?勃朗特的《簡(jiǎn)?愛(ài)》，這就需要教師對(duì)作家、小說(shuō)的寫作背景及大致內(nèi)容作簡(jiǎn)要介紹。再如整本書閱讀的主體是小說(shuō)。小說(shuō)又有不同的分類，教師可以根據(jù)不同的類型進(jìn)行指導(dǎo)。在讀關(guān)于成長(zhǎng)類的小說(shuō)時(shí)，要關(guān)注心靈；讀幽默類的小說(shuō)時(shí)，要關(guān)注語(yǔ)言；科幻類的小說(shuō)要關(guān)注想象力。小說(shuō)有完整的情節(jié)，典型的人物，在討論的時(shí)候話題是比較多的。按照閱讀本身的規(guī)律指導(dǎo)。任何事物都有自身的規(guī)律，只有遵循規(guī)律，才會(huì)取得事半功倍的效果，閱讀也不例外。閱讀能力有六個(gè)要素：復(fù)述、解釋、重整、伸展、評(píng)鑒、創(chuàng)意。在指導(dǎo)學(xué)生閱讀時(shí)可以按照這六要素進(jìn)行。不僅學(xué)生會(huì)有收獲，教師也會(huì)受益匪淺。上述學(xué)生年齡特點(diǎn)、讀物本身特點(diǎn)、讀物本身規(guī)律三者是緊密相連的，不能任意分開(kāi)。成功的閱讀指導(dǎo)應(yīng)該像優(yōu)秀的作品一樣，把所有的功利性目的都隱藏在閱讀活動(dòng)背后。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，是閱讀的主體，讓學(xué)生在閱讀中獲得屬于自己的體驗(yàn)，這樣的閱讀才有意義?！白x整本書”的方法。精讀法。所謂精讀，就是讓學(xué)生一字一句地讀，而且弄懂里面的意思。就像咱們學(xué)習(xí)課文一樣，要弄懂每句話的意思，對(duì)作品有深入地了解。并不是所有的作品都需要精讀，這就需要教師在這方面給予學(xué)生正確的指導(dǎo)。略讀法。所謂略讀，是和精讀相對(duì)應(yīng)的一種方法。大部分的課外讀物適合略讀，尤其是在學(xué)生課外時(shí)間特別少的情況下，略讀是他們獲取知識(shí)的一種切實(shí)可行的方法。讀思結(jié)合法。學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆。學(xué)生讀書并不是一味地為讀而讀，必須滲入學(xué)生的思考，這樣學(xué)生學(xué)到的知識(shí)就不是死的，而是鮮活的。邊讀邊思考，這樣才能對(duì)作品有深刻的印象。讀寫結(jié)合法。古人云：不動(dòng)筆墨不讀書。好記性不如爛筆頭，因此，提倡讀寫結(jié)合法。在讀書的時(shí)候，可以把文章里面精辟的句子摘錄下來(lái)，不斷地積累，最終會(huì)有很大的收獲。關(guān)于“讀整本書”的方法還有很多，在這里就不一一列舉了。無(wú)論是什么方法，只要是適合學(xué)生的都可以采用。我們也可以考慮如何進(jìn)行“整本書”閱讀活動(dòng)組織，如語(yǔ)文讀書筆記評(píng)比會(huì)、“整本書”閱讀匯報(bào)會(huì)、朗誦、演講比賽等等。不僅學(xué)生需要“讀整本的書”，教師也需要“讀整本的書”，因此，教師在指導(dǎo)學(xué)生“讀整本書”的時(shí)候，自己必須已經(jīng)讀過(guò)該書，這樣與學(xué)生才有共同話題?！白x整本書”意義重大，必須引起重視，而“讀整本書”的策略也不是固定不變的，要根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況而定。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)

——機(jī)械零件表面損傷檢測(cè)農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化李航2014112035機(jī)器視覺(jué)技術(shù)又稱計(jì)算機(jī)視覺(jué)，一般是由CCD攝像機(jī)、圖像采集卡、帶有圖像處理軟件的計(jì)算機(jī)、光照系統(tǒng)組成。CCD相機(jī)可以將所需識(shí)別的對(duì)象和背景以圖像的形式記錄下來(lái)，將對(duì)象的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。圖像采集卡則將CCD采集的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，供計(jì)算機(jī)處理。處理后的數(shù)字信號(hào)需轉(zhuǎn)變成視頻，由顯示器顯示。光照系統(tǒng)為圖像采集提供合適的照明，便于對(duì)圖像的處理。圖像處理軟件完成對(duì)圖像的分析、處理，是增強(qiáng)圖像質(zhì)量的操作，目的在于抑制或消除圖像中在圖像生成、傳輸和變換過(guò)程中器材、隨機(jī)噪點(diǎn)等不利影響。機(jī)械零件表面的物理性損傷原因：惡劣的作業(yè)環(huán)境、較差的機(jī)械系統(tǒng)密封性、純度不夠高的液壓油、未及時(shí)添加潤(rùn)滑油危害：形成大量點(diǎn)蝕、細(xì)微裂紋、凹陷，導(dǎo)致機(jī)械效率降低、壽命縮短、危險(xiǎn)系數(shù)增高。檢測(cè)裝置圖RGB色彩系統(tǒng)由于人眼的吸收特性，所看到的彩色是所謂的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的各種組合。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的特定波長(zhǎng)的三原色：紅色=700nm，綠色=546.1nm，藍(lán)色=435.8nm轉(zhuǎn)為灰度圖像將RGB彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，是通過(guò)計(jì)算每一個(gè)RGB像素的等效灰度或者亮度Y來(lái)進(jìn)行的。最簡(jiǎn)單地，Y取平均值：Y=（R+B+G）/3通常由于紅色、黃色較亮，藍(lán)色較暗，采用加權(quán)的方法：Y=R+G+B損壞區(qū)域色彩特征1.零件表面無(wú)損壞時(shí)，由于一定的形狀，根據(jù)其表面凹凸情況，亮度值Y變化較為平緩。從零件中凹陷部位到突出的地方，呈逐步增長(zhǎng)之勢(shì)；反之，由突出點(diǎn)到凹陷處，亮度呈平緩減小。2.當(dāng)零件表面有損壞時(shí)，損壞邊緣與完好部分的亮度Y、R分量亮度、G分量亮度有明顯突變，而B分量亮度在整個(gè)零件表面中變化較為平緩，無(wú)明顯區(qū)別。損壞區(qū)域檢測(cè)邊緣提取物體的邊緣是由灰度不連續(xù)所反映的，常見(jiàn)的邊緣是階躍性邊緣，兩邊的灰度值有顯著不同。采用閾值處理方法無(wú)法將色彩不同的壞損與非壞損區(qū)域分開(kāi)?；叶乳撝颠x取與(1)波峰間的間隔、(2)噪聲內(nèi)容、(3)光源的均勻性等有關(guān)。而本例中Y值變化平緩，不適用與閾值處理的方法?；谔荻鹊倪吘墮z測(cè)邊緣可以理解為沿某一特定方向上，局部灰度的顯著變化，這一變化越強(qiáng)烈，越說(shuō)明這一位置存在邊緣。從圖形剖面圖的灰度一維函數(shù)f(x)可以看出，邊緣的灰度值會(huì)有明顯的局部變化。它的一階導(dǎo)數(shù)則會(huì)在邊緣處達(dá)到一個(gè)極大值。邊緣檢測(cè)算子為了在圖像中找到邊緣的強(qiáng)度和方向，選擇梯度作為工具。大小為方向（對(duì)于x軸的角度）為利用邊緣算子可以計(jì)算圖像中某一像素的灰度值的梯度，由于梯度向量的方向與邊緣的方向垂直，即可描述圖像的邊緣。文章采用Sobel算子，其模板如下：即將像素下邊一行灰度值乘以算子下邊一行加上像素上邊一行灰度值乘以算子上邊一行所得和值即為gx。同理求gy。區(qū)域生長(zhǎng)主要思想是將事先選中的種子點(diǎn)周圍符合某種相似特征判斷的像素點(diǎn)集合起來(lái)以構(gòu)成區(qū)域。

然后以新合并點(diǎn)為中心，繼續(xù)檢查周圍區(qū)域，合并符合特征的區(qū)域，摒棄不符合的區(qū)域，以此循環(huán)。具體算法1.對(duì)圖像逐行掃描，需找R亮度及G亮度同時(shí)發(fā)生變化的點(diǎn)，若是則做標(biāo)記，繼續(xù)向后尋找。2.對(duì)圖像每個(gè)可疑損點(diǎn)，尋找其2×2平方毫米領(lǐng)域內(nèi)是否有其他損點(diǎn)存在，若沒(méi)有則說(shuō)明此點(diǎn)是噪聲點(diǎn)，恢復(fù)原值；若小于7點(diǎn)，且不與其他區(qū)域相連，則由于所求面積太小，可以忽略不計(jì)，認(rèn)為此點(diǎn)不是損點(diǎn)，否則認(rèn)為此區(qū)域很可能是點(diǎn)蝕區(qū)域，則把周圍全部標(biāo)記為壞損區(qū)域。3.求得所有損壞像素點(diǎn)的數(shù)目，根據(jù)每像素點(diǎn)所代表的面積，計(jì)算壞損區(qū)域的總面積。結(jié)論

將機(jī)器視覺(jué)引入機(jī)械故障診斷系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)例論證了其應(yīng)用的可行。引進(jìn)并論證了利用壞損和非壞損區(qū)域不同的色彩特征實(shí)現(xiàn)零件損傷部位的確定。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)《基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的機(jī)械零件表面損傷檢測(cè)》阮寶科《數(shù)字圖像處理（第三版）》[美]RafaelC.Gonzalez,Ri