飞机板件疲劳裂纹扩展试验对飞机受力后的状态分析具有重要的指导意义,同时该试验还能为飞机结构方案设计提供详细的测试数据。本文针对飞机板件疲劳裂纹扩展试验中,裂纹测量与裂纹扩展曲线绘制的需求,设计并研发了基于机器视觉的飞机板件裂纹测量系统。主要工作如下:(1)介绍飞机板件疲劳裂纹测量现状并分析国内外学者的研究成果。针对目前人工测量的不足,说明采用机器视觉技术测量飞机板件裂纹的必要性,同时对裂纹测量的主要需求及当前机器视觉技术的主要难点进行分析。(2)研究对象分析与系统整体设计。首先对飞机板件及其疲劳裂纹的表现形式进行简要描述。然后根据飞机板件裂纹测量的实际环境和测量要求,设计裂纹测量系统方案,并对运动控制系统与图像采集系统的设计进行详细介绍,同时分析各个硬件的选型和作用。最后对各软件功能模块进行介绍。(3)裂纹长度测量算法。首先,应用模板补偿方法消除板件裂纹图像光照不均。并通过不同滤波算法的比较,选择双边滤波保留裂纹边缘去除图像噪声,得到增强后的裂纹图像。然后,将裂纹图像划分为子图像块,采用卷积神经网络算法对子图像块进行分类,并获取初始预制裂纹在图像中的位置。最后,结合局部差值投影与步进扫描的方法计算裂纹横向长度,并配合图像标定将其转化为实际的物理长度,完成裂纹长度的精确测量。(4)循环数字符识别算法。使用阈值处理得到二值化图像,将其转化为像素序列并作为提取的图像特征,结合支持向量机对循环数进行识别,并通过线程同步完成裂纹长度与循环数的一一对应。(5)系统整体测试与分析。本系统对现场飞机板件裂纹进行整体测试,其结果表明,该系统能够实现飞机板件裂纹的精确测量,重复测量精度达到0.1mm。同时识别载荷信息循环数,并最终根据裂纹长度与循环数绘制裂纹扩展曲线。全文图80幅,表8个,参考文献52篇。