喷射成形是一种基于快速凝固技术的高合金、高性能材料制备工艺,对喷射成形过程中沉积锭坯的轮廓及其形状特征进行实时、准确地检测是实现喷射成形工艺稳定性控制的关键。本文基于机器视觉对喷射成形锭坯轮廓在线检测技术进行了深入的研究,对实现喷射成形工业化生产具有一定的理论意义和较高的应用价值。论文在对喷射成形发展现状、形貌数值模拟、形貌控制和检测、机器视觉等相关技术的研究现状和发展趋势综合分析基础上,结合合作单位现有的喷射成形装置,基于机器视觉技术设计了喷射成形沉积锭坯轮廓和形貌在线检测系统的总体方案,包括轮廓检测系统功能、组成部分、工作原理和检测流程,实现对喷射成形生产过程中的锭坯轮廓及其形状特征参数的实时、在线检测和处理。完成了包括工业相机、镜头、照明、通信网络、PLC、编码器等主要硬件系统的选型与设计,并开发了检测系统软件应用程序。论文针对喷射成形生产中被测锭坯的高粉尘等干扰环境,对沉积锭坯轮廓的图像处理进行了重点研究,设计了轮廓处理算法框架和处理流程。在此基础上,对ROI图像获取、图像降噪、图像增强、阈值分割、轮廓边缘提取等图像处理算法进行了详细的研究和应用开发。设计的去噪与锐化算法能够在去噪的同时,较好地保留图像细节信息,并锐化图像边缘。提出了一种基于最小二乘法的椭圆检测算法,具有较好的鲁棒性与检测精度。基于锭坯表面轮廓边缘获得锭坯直径与高度参数,并结合轮廓在线检测实现对锭坯沉积生长过程的动态模拟。论文在对关键技术研究的基础上,完成了喷射成形沉积锭坯轮廓在线检测系统的开发,实现了对喷射成形生产过程中的锭坯轮廓及其形状特征参数的实时、在线检测和处理。利用合作单位SFZD500喷射成形生产线对开发的系统进行了测试,包括系统功能测试、检测精度测试和系统稳定性测试。测试结果表明:系统功能、检测精度及稳定可靠性达到了设计要求,可满足实际喷射成形生产工艺要求。