一种二相线阵电荷耦合器件的数据采集器设计

二相线阵电荷耦合元件是将奇、偶像元信号并行输出,在数据率提高的同时却导致信号处理变得更为复杂。基于此,以TCD1703C型二相线阵电荷耦合元件为例,提出了一种通过现场可编辑门阵列产生控制时序,并利用多通道数据处理芯片进行后续信号处理的方案。试验结果表明:该方案结构简单,性能稳定,功耗低,能够达到信号处理要求,为后续应用于微型血流变分析系统奠定了基础。

基于电荷耦合元件线阵的接触线磨损测量技术与应用

接触线磨损量的测量是改善弓网关系、确保列车正常运行的关键。针对相关技术的现状及发展,对基于DSP(数字信号处理器)和CCD(电荷耦合元件)线阵的非接触测量技术进行了研究。主要设计了利用一片DSP芯片完成对CCD的驱动和数据采集,阐述了芯片时序的产生和配合问题。然后通过图像处理技术对采集到的接触线磨损图像进行处理,从而计算出接触线的磨损量。根据工程测量的实际需要,设计了一套基于线阵CCD和DSP的接触线磨损量监测装置。提出采用线阵CCD和DSP及平行光构成的测量系统,测量精度高、响应时间短,适用于恶劣的工况环境。

双线阵CCD相机的畸变校正和标定方法

在双线阵CCD的三维重建中,对线阵CCD相机的标定和镜头畸变校正是基础环节。提出了一种用于三维重建中的双线阵CCD标定及镜头畸变校正方法。根据左右相机间的单应性关系,以及线阵CCD的成像原理,将双目相机间的空间关系分解成姿态角与错切角的关系。通过靶图数据的拟合,对姿态角和镜头畸变进行校正,根据求出的错切角完成相机间的标定,实现对具有镜头畸变的双线阵CCD的标定。实验结果表明,标定和校正精度满足后续三维重建中图像匹配的需求。

基于模糊PID控制的激光投线仪光线调节系统

激光投线仪能提供水平线和铅垂线基准,适用于泵站建设中建筑物与机电设备安装的基准标定.为解决传统激光投线仪光线校准精度较低、调节速度慢、人为因素影响较大等问题,在对现有激光投线仪光线调校原理深入研究的基础上,提出了一种新型激光投线仪光线调节系统.首先,设计了一套光线调节平台,该平台采用伺服电动机驱动光线调节螺栓,调节光线的水平度和垂直度,并通过线阵电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)检测激光线的水平度与垂直度来实现设备的校准;其次,基于模糊"比例-积分-微分"(proportion integration differentiation,PID)控制方法设计了用于实现光线自动调节的闭环控制系统.试验测试结果表明,所设计的光线调节平台调节过程平缓,速度快,水平度与垂直度都能控制在±1 mm范围内,满足出厂要求.

一种场景无关的图像清晰度评价方法

图像清晰度是遥感相机调焦技术中度量离焦状况的关键参量,调焦系统根据对比不同焦面的图像清晰度来获取最佳焦面的位置。高分辨率线阵CCD遥感相机成像时地面场景不断变化,而常用的图像清晰度评价方法由于依赖景物不变性而失效,因此,文章提出了一种空域和频域相结合的清晰度评价方法。该方法在空域中提取图像内的有效边缘并计算得到图像有效边缘宽度;在频域中,仅抽取图像频域特定高频成分并得到高频成分的频谱强度均值,计算得到基于边缘宽度和高频强度的图像清晰度。经试验验证,该方法适用于场景不断变化的线阵CCD遥感相机图像清晰度的评价,相较传统方法更加准确有效。

基于FPGA和单片机的孔径测量系统

针对当前孔径测量系统检测速度不够高和不可灵活定制的不足,课题组提出了基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)和单片机的孔径测量系统。课题组设计了孔径测量系统的硬件结构,介绍了该系统的核心模块控制原理;采用电荷耦合元件(charge-coupled device, CCD)线阵传感器实现了光电信号的转换,设计了激光信号产生模块、基于FPGA的时序驱动模块、AD转换模块和电源管理模块;利用STM单片机实现算法优化及数据处理与显示;最后,设计了孔径测量系统的软件,并制作了样机。应用结果表明:该系统不仅具有精度高、成本低等特点,且可以模块化设计,易拓展,能有效提高孔径测量系统的检测速度,可根据实际生产需求灵活定制。

基于光学相关的光纤法布里-珀罗传感器解调仪

针对当前光纤法布里-珀罗(F-P)传感器解调仪存在的结构复杂和成本较高等问题,提出一种基于光学相关原理的新型解调方案.采用平板玻璃作为光学互相关器,利用平板玻璃与F-P腔的互相关关系解调出光纤F-P传感器的腔长.建立仿真模型对解调光路进行优化设计,搭建了结构简单的单模光纤F-P传感器解调仪,该仪器仅由宽谱光源、平板玻璃、线阵CCD、柱面镜和单模光纤搭建而成.实验结果表明,腔长解调分辨率达到0.72 nm.该解调仪在光纤测井、液位测量和结构健康监测等领域中的温度、压力和位移测量中有着广阔的应用前景.

NC膜划线宽度的在线视觉检测技术研究

本文介绍了一种基于视觉的NC膜划线宽度在线检测的方法。在生物检测试纸的生产过程中,划膜仪对检测线T和质控线C的划线宽度、均匀度决定了其包被的抗原或抗体的数量。所以要严格控制线宽并保证划线的精度以实现定量检测,提高检测灵敏度;还要实现在线检测,否则待C/T线上包被的溶液干透就无法再进行处理。由此,本文设计了一种基于线阵电荷耦合元件(线阵CCD)的在线检测系统,检测精度高,操作方便,可实现划线宽度的实时、在线检测。