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研究生: 張家毅
Chia-Yi Chang
論文名稱: 應用機械視覺於瓷磚尺寸檢測之研究
Study of Tile Dimensions Measurement by Using Machine Vision
指導教授: 蔡明忠
Ming-Jong Tsai
口試委員: 修芳仲
Fang-Jung Shiou
汪家昌
Jia-Chang Wang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 自動化及控制研究所
Graduate Institute of Automation and Control
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 75
中文關鍵詞: 影像處理尺寸檢測瓷磚LabVIEW二值化
外文關鍵詞: Binary operation, Dimensions measurement, Ceramic tile, Image processing, LabVIEW
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瓷磚是很常見的建築材料之一,用於建築物表面美觀或防水與防護等。由於營建材料科技的發達,各種不同形式、用途及尺寸的瓷磚也不斷的推陳出新。建築業對於瓷磚的需求量非常龐大,尋求自動化生產與品質檢測以降低成本並提高品質,是產業的發展趨勢。本研究之目的為開發一套適用於瓷磚尺寸檢測技術,以國內瓷磚廠生產之瓷磚為樣本。經由掃描器模擬影像取樣,應用不同的影像前處理方法(如高頻、低頻濾波),設定門檻值將影像二值化,然後分析影像上之邊緣。最後取得之影像中瓷磚特徵頂點的座標,並由校正資訊求得瓷磚之量測尺寸。其中,也利用相同的影像處理方法校正每一影像像素所佔有之尺寸單位,以換算為實際之尺寸用。本研究利用市售之200mm x 200mm瓷磚,參照CNS3299規範進行尺寸量測驗證。經過取樣10片瓷磚實際量測後,其尺寸符合規範要求。利用機械視覺於瓷磚尺寸檢測,希望能有效的檢測瓷磚生產品質,對提昇傳統瓷磚產業競爭力,有正面幫助。


Tile is a familiar material for building construction, used for building surface appearance or polishing protection. Due to the materials technology development, different kinds of tiles are continuously promoted to the market. Construction industry demand for very large tiles and looking for an automatic production and measurement to reduce the cost and improve quality are the industry's development trend. The purpose of this study is to develop a technique for measuring tile’s dimensions. By using ceramic tiles from domestic factory, the tile image is acquired via a scanner and processed with different methods (such as high pass and low pass filters). Then a threshold technique for image binarization is used before edge analysis in the images. Finally, the feature corner’s coordinates of a tile can be obtained. According to the calibration data, the calculating coordinates were transformed into the measured dimensions of a tile. The same rule is also used to obtain the dimension calibration for each image pixel, which is used to calculate the actual dimensions. The system is verified by measuring the dimensions of a tile with size of 200mm x 200mm under the standard CNS3299. After measuring 10 tiles, the results were met with the CNS’s requirement. Using machine vision to measure a tile’s dimensions can hopefully improve the tile production quality and traditional industrial competitiveness.

摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 IX 第一章 緒論 10 1.1 研究背景 10 1.1.1 瓷磚對於建築物的功用 11 1.1.2 瓷磚的種類 12 1.2 研究動機與目的 18 1.3 研究方法 19 1.4 本文架構 20 第二章 瓷磚相關技術與文獻探討 21 2.1 瓷磚簡介 21 2.1.1 陶瓷之分類及說明 21 2.1.2 瓷磚之組成與材質之CNS分類 22 2.1.3 瓷磚之製造流程 23 2.1.4 瓷磚常見之尺寸缺陷 26 2.2 瓷磚生產規格概述 28 2.3 瓷磚之CNS品質規範 29 2.4 尺寸檢測相關文獻 31 第三章 影像處理原理與瓷磚檢測 32 3.1 影像處理流程 32 3.1.1 影像濾波 33 3.1.2 對比強化運算 38 3.1.3 二值化 38 3.1.4 邊緣檢測 39 3.2 瓷磚檢測 40 3.2.1 邊緣位置檢出 40 3.2.2 瓷磚特徵頂點位置檢出方法 41 第四章 實驗設計與影像尺寸校正 44 4.1 實驗設計 44 4.2 影像尺寸校正 45 第五章 實驗結果與討論 47 5.1 瓷磚檢測圖控程式與人機介面 47 5.2 實驗結果 49 5.3 瓷磚尺寸檢測誤差分析與討論 62 第六章 結論與未來研究方向 64 6.1 結論 64 6.2 未來研究方向 65 參考文獻 66 附錄A 陶瓷面磚檢驗法(CNS3299) 68 作者簡介 74

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