钢球表面质量,是关系到轴承使用性能的重要环节,在生产中需要对钢球的外观进行百分百的监测。由于国外进口的自动检测设备成本太高,目前国内各大轴承企业均采用人工目视的方法进行检测,容易给工人造成损害,且准确度不易保证。本课题采用CCD图像处理技术,开发出一种钢球外观全自动检测技术,方便适用,成本低廉,准确度高,适合于在各种钢球自动生产线上使用。电荷耦合器件——CCD是近年来发展极为迅速的光电传感器之一。由于它具有许多独特的优点,因而在工业检测、精密测量、计算机图像处理等民用领域,以及遥感、侦察、夜视等军事领域都获得广泛应用。随着CCD制造技术的不断完善,应用成果的日益增加,使得它已成为目前最具有发展前途,最具代表性的光电传感器件之一。本文首先综述了CCD的发展历程和在传感领域的应用,以及钢球在国民生产中的重要性,并对现有的几种钢球表面检测方法进行了说明、简要地分析了各种方法的优劣。然后阐明了CCD的原理、结构和分类,并从本系统的观点出发对其功能分别进行了评价,确定了所用CCD的类型。接着从测量系统的实现入手,根据课题的特殊要求对光学环境、照明系统进行了详细的研究和分析。对图像的处理进行了着重的论述。在每一个处理环节中,对于它们算法的选取、原理和实现都进行了较为详细的阐述。这些环节包括,不均匀光照的校正、平滑直方图、图像的二值化、开运算以及图像的特征计算、区域的标记和参量的计算等。最后,对所研制的测量系统进行了精度测试,并分析了测试环境和系统中各模块所带来的测量误差。测试结果和理论分析相符,证明了该方法的可行性,从而为钢球的在线检测提供了一种普遍适用的全自动测试技术。