Abstract
尺寸檢驗是重複性高且需要一定精密度的檢驗工作，依賴檢驗人員做量測及判別常會發生一些人為的檢驗錯誤。因此我們希望應用影像處理取代人眼，以精確控制製造過程中產品中產品的尺寸大小。這裡指的影像處理重點放在角測定。因為對大多數的工件來說，角可以代表一個物體的特徵，計算角與角之間的距離就可以進行尺寸檢驗。但是由於現有的角測定方法大都需要複雜的計算，實際應用的可行性不大。所以本篇論文的主要目的即在於發展一套計算簡單的角測定方法，以應用於實際的尺寸檢驗工作上。基本上，整個自動化尺寸檢驗系統中影像處理的軟體架構可分為：取像，二值化，細線化或邊緣測定，邊緣追蹤，角測定，座標轉換，尺寸量測這幾部分，其中重點放在角測定。〈１〉邊緣追蹤：根據影像邊緣點的位置、方向及其相鄰邊緣點的個數去追蹤整個邊緣，以得到一序列可清楚顯示點與點間關聯性的點座標。〈２〉角測定：因為對所有的影像而言，都可以由向量方向的改變而得到其圖形的幾何性質，所以利用上述的邊緣點相關性便可對影像進行角測定。測定時，先找出每一邊緣點的前方向量和後方向量，檢查此兩向量的相消性。如果此兩向量的水平分量和垂直分量相互抵消，則認為所測定的邊緣點不是角。如果此兩向量的水平分量或垂直分量沒有相互抵消，則計算此沒有抵消的分量，稱為彎曲值。彎曲值大於一固定值時，則認為所測定的邊緣點是角；反之，則認為所測定的邊緣點不是角。測試完所有邊緣點後，在每個局部區域，找出彎曲值最大或位置最中間的角做為代表，消去此局部區域中其它的角。如此可避免大實際上只有一個角的地方，卻因數位的關系重複偵測出許多的角。〈３〉座標轉換：這裡介紹兩種方式將影像平面對應到實際的平面。一為張寧三教授所提出的將影像座標轉換成實際座標的方法；另一為設定一個因數，將影像平面的尺寸乘上此因數轉換成實際平面上的尺寸。〈４〉尺寸檢驗：利用上述之方法對螺絲釘和齒輪這種有明顯角度的工件進行螺距，導程等的檢驗。一方面驗證上述方法的有效性，一方面希望能提供一些法則以應用在實際螺絲釘和齒輪的自動化檢驗系統上。本研究所發展出的角測定方法，最大的優點是計算速度快，但其限制為對於平滑的角（大於100度） 有時會產生錯誤偵測。