开缝衬套因其特有的开环结构,使得接触式测量时极易受外力而发生弹性变形。目前,检验员利用检验芯棒对开缝衬套成形尺寸进行人工离线检验,这种方法存在检验误差以及检测速度慢等问题,本文据此开展了开缝衬套成形质量的单目视觉检测技术的研究,选题具有重要的工程应用价值。本文根据实际的应用场景选择应用更广泛、结构更紧凑的前向光源作为图像的检测环境。通过相机标定、边缘提取以及尺寸识别等步骤分别对单个开缝衬套的成形质量与多个开缝衬套的规格进行检测识别,并完成相应的检测系统设计及开发。本文主要工作内容如下:1.简化了张正友标定算法步骤,并利用视角变换将有一定偏差的俯视图像转换为无偏差的俯视图像。通过选取图像中部畸变较小的部分为其检测区域,从而减少了标定步骤与标定算法的复杂度,并且提高了标定的稳定性。2.针对前向光源下的开缝衬套图像,研究对比了边缘提取的现有算法,提出了基于图像截面灰度波动的单个开缝衬套外边缘点提取的算法,通过两次拟合,精确定位了衬套外端边缘点的位置。选择局部阈值与并行细化结合作为多个开缝衬套的边缘检测算法,得到了单个像素宽度的开缝衬套边缘线。3.针对单个开缝衬套成形质量的测量,选择Hough变换圆检测算法,并与最小二乘圆度误差检测算法相结合,获得了开缝衬套的成形半径与圆度。将Hough变换圆检测得到的高累加值的边缘点用于圆度测量,有效避免了无关边缘点的影响,且提高了圆度测量的准确性。4.针对多个开缝衬套的规格识别,改进了随机Hough变换圆检测法。首先对提取到的边缘进行筛选,剔除无关边缘,再将每个边缘点集独立进行圆检测。然后结合FCM模糊聚类算法,对检测得到的候选圆的圆心进行聚类,以快速获取图像中衬套开缝个数与圆参数。最后通过半径尺寸对照表格数据查询,获得其对应规格。5.利用Matlab与C++联合开发开缝衬套成形质量检测系统,使Matlab可以调用OpenCV库函数,充分发挥了Matlab与C++各自的优点,提高了系统的兼容性。