面阵CCD高精度测量技术的应用

利用高分辨率面阵 CCD,提出一种新的散射均匀光场照明的方法 ,通过边缘检测 ,像素细分技术使测量精度突破像素级限制 ,实测精度为 0 .0 1 mm.同时对影响系统精度的因素进行了分析并给出补偿措施 ,使面阵

基于图像清晰度评价函数的CCD摄像机自动调焦技术研究

自动调焦技术是提高CCD摄像机测量精度的一个重要手段,特别是在小景深及高精度的测量中。图像清晰度评价函数是计算机自动调焦中的关键技术。本文介绍了针对几种图像清晰度评价函数实现的CCD自动调焦过程以及调焦后可在低分辨率CCD摄像机上获得高分辨率图像的手段。

CCD工作信号的噪声分析与处理

对CCD自身噪声以及工作过程中的各种噪声干扰进行了分析,并对相关双采样法和相关四采样法两种主要噪声处理方法的基本原理进行了详细介绍,对各自工作时序、性能特点和适合的工作领域进行了仔细研究和探讨。

基于提高线阵CCD测量系统测量精度的研究

为了提高线阵CCD测量系统的测量精度,从影响系统的几个主要方面进行了分析研究,并提出相关的改善措施。文中除了详细论述了线阵CCD传感器、光源成像系统、A/D转换器等器件系统外,还分析研究了信息采集、驱动电路设计方法和图像处理的软件算法,详述了双相关采样法,单片机驱动,复杂可编程逻辑器件驱动和线阵CCD的细分方法,并进行适当的改善。指出线阵CCD的细分方法将是未来研究改善系统测量精度的主要方向,经过改善后的系统测量精度将大大提高。

通用的全帧型面阵CCD时序发生器设计方法

介绍了面阵CCD485的内部结构、工作模式,并给出了其基本驱动电路设计。然后通过对面CCD485驱动时序图的分析,分析了全帧型大面阵CCD的正常工作、快速擦除、图像窗口输出和像元合并的驱动时序,提出了一种基于时序细分和有限状态机的通用型全帧型面阵CCD驱动时序发生器设计方法。该方法通过对CCD驱动时序进行分组,将每一组时序的波形划分为若干个基本输出状态,这样CCD各个工作阶段所需的驱动时序都可以由各基本状态组合出来,使用摩尔型有限状态机来描述,将时序驱动器进行了模块化设计。给出了各个模块的具体设计,使时序发生器的设计过程更加简单,最后采用Xilinx公司的Virtex-ⅡPro系列FPGA-XC2VP20、ISE软件平台,设计了CCD驱动时序发生器,并进行了波形仿真分析。输出信号完全满足485芯片的驱动时序要求,证明了该设计方法的有效性。

CCD倾斜仪的差分式结构和电路细分方法研究

介绍通过差分式结构设计和脉冲延迟细分方法解决CCD水管倾斜仪的抗干扰能力较弱、分辨力不高等不足。

提高野外环境下CCD准直测角精度的方法

针对传统CCD测角系统在野外环境下抗干扰能力弱的问题,本文提出了提高野外环境下CCD准直测角精度的一整套方案。该方案从测角系统的各个环节入手,分析了各自技术要求,在不同环节分别采取相应的技术措施,主要包括半导体激光器功率稳恒控制、光谱匹配与窄带滤波、CCD自动变扫描控制和CCD倍频插值细分等。实验结果表明,通过上述技术措施可以很好的加强野外环境下CCD测角系统的干扰能力,有效提高了系统测量精度。

基于面阵CCD的标准金属量器液位监测系统

针对标准金属量器液位自动监测的需要,提出采用基于面阵CCD的图像测量技术开发一种非接触式的在线动态实时液位监测系统,并介绍了该系统的硬件组成与软件结构,然后就系统设计中遇到的问题与解决方案进行了详细的阐述。应用结果表明,该系统运行稳定可靠,检测精度高(±0．2mm),具有一定的实用性和推广价值。

一种变阈值二值化CCD像元细分技术研究

根据CCD的工作原理分析了线阵CCD的像元细分技术,提出了一种基于相关双采样和D/A转换的变阈值二值化方法,结合此方法给出了一种积分时间自动调整的变阈值二值化细分电路。叙述了变阈值二值化的细分原理和积分时间自动调整的实现方法,并给出了采用此方法进行直径测量的实验结果。实验表明采用此方法的细分精度可靠性比一般的电子细分高,省去了软件细分需要的A/D转换和数据存储及运算,电路简单,成本低,具有较高的实际应用价值。

面阵CCD在二维直读式数字自准直仪中的应用研究

研究了采用面阵ＣＣＤ作为成像传感器的二维直读式数字自准直仪的系统原理并探讨了它的可行性，设计了采用微机控制高速数据采集和处理的硬件、软件。系统通过仿真实现了窗口图像的正确存储并运用ＣＣＤ细分方法完成以亚像元精度定位光点中心，最后给出了实验结果。

亚像素级细分在CCD光靶中的应用研究

由高速线阵CCD相机基于交汇原理组成的弹丸立靶坐标、射击密集度测试系统,其测试精度与弹丸图像的边缘位置密切相关,弹丸穿过大靶面的边缘区域时成像模糊,其灰度值呈连续变化状态,常用的图像边缘检测算子已经不能适应这种情况。对8m×8m的靶面,一个像素就会在物方最大引起±10mm的测试误差。将Sobel边缘检测算子的粗检测定位与三次样条函数差值的细检测相结合,先用Sobel算子粗检测,再构建三次样条函数,利用三次样条插值对弹丸图像边缘进行亚像素级细分。实弹射击试验结果证明,这种方法能够将系统的最大测试误差降低到±2.5mm。

基于灰度加权重心法的线阵CCD亚像素细分定位实验研究

利用石英倾斜仪CCD驱动器、高精度电动位移台和光路系统搭建测试平台,对线阵CCD亚像素细分定位中的一种灰度加权重心法进行实验测试。通过噪声漂移实验和分辨力测试实验,验证了灰度加权重心法能够有效抑制噪声干扰,提高CCD像点定位分辨力,实现线阵CCD亚像素细分定位。实验结果,倾斜仪CCD驱动器采用加权重心法将像点定位分辨力提高至了1/3像素。

CCD检测信号细分和失真校正

从ＣＣＤ（电荷耦合器）的工作原理出发，分析了ＣＣＤ在尺寸测量系统中的失真误差问题，提出了对其检测信号进行细分和对失真误差进行实时校正的方法，给出了一种高精度的ＣＣＤ尺寸测量系统．

直线拟合边缘检测法在光电自准直仪中的应用

CCD的分辨率是影响新型光电自准直仪测量精度的关键因素,而边缘检测法是CCD位移测量的主要方 法。对数字图像处理中直线拟合边缘检测法进行了详细介绍,并将其应用于高精度一维光电自准直仪的研制。

利用三次样条插值提高自准直仪的准确度

为了提高自准直仪的准确度,利用三次样条插值法对CCD像元进行细分,并利用直线边缘拟合法检测图像边缘.实验采取独立的测量手段,将自准直仪的实际转角和算法计算得到的角度值进行比较,分析其准确度.实验结果表明,该方法能明显提高自准直仪的准确度,准确度达到0 .1角秒.

透镜分离相位检焦技术在经纬仪中应用的研究

介绍了一种在经纬仪中应用相位法自动检调焦的技术:通过检测CCD输出信号之间相位差获得像的相对偏移量,获得离焦量来调节物镜的位置,使目标的像始终位于焦面上,实现设备的自动调焦;检焦系统的ZEMAX仿真从理论上证明相位法自动检调焦技术在经纬仪中应用可行,整个系统的实现将使经纬仪的自动化检调焦功能更加完善。

基于激光干涉的准直技术检测系统的构建

通过分析和比较当前国内外直线度误差测量情况,提出了一种基于激光条纹干涉的准直技术的检测系统。系统利用楔形平板上下两表面的反射作用,将一束经准直扩束后入射的激光分解为交角2α的交叉光束,在两束平行激光束交叉的范围内便产生等厚干涉条纹。测量前调整并固定好激光器和楔形平板等激光发射装置的位置,以保证测量过程中干涉条纹不发生移动。测量时当导轨上某点存在凸起或凹陷时,接收靶在导轨轴方向上发生上下位置变动,干涉条纹相对于接收靶也会产生位移变化。通过线阵CCD可以检测到接收靶在导轨不同测量点处干涉光照射在CCD像敏面上的位置,处理后得到导轨的直线度误差。

光栅信号单谱线细分算法实现

在基于电荷耦合器件(CCD)的光栅位移测量系统中,为提高光栅莫尔条纹信号的细分数和跟踪速度,根据CCD采集的光栅莫尔条纹信号周期不随运行速度变化的特点,利用离散傅里叶变换(DFT)单谱线算法来获得信号一次谐波的相位值.采用坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法对一次谐波谱线的复数求出反正切,获得莫尔条纹信号在任意时刻的相位值,再通过两次相邻时刻的条纹移动相位差值获得位移的大小和方向,全部算法采用FPGA实现.ModelSim仿真结果表明,DFT模块和CORDIC模块共延迟22个时钟周期即可输出结果.此方法具有细分数高、运算速度快、实现简单等特点,为解决光栅精密位移测量中由于莫尔条纹细分数提高而导致跟踪速度下降的问题提供了参考.

基于FPGA的自准直系统数据处理技术

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的CCD自准直测角系统。以FPGA作为系统处理核心;以自适应调节模块为CCD驱动发生器提供准确的波形时序;采用边缘检测算法获得图像的像元级边界;通过最小二乘拟合算法计算得到光斑圆心位置;利用VHDL语言以及MAX+plus II软件完成了系统设计。系统测试和实验表明:所设计的片上系统具有高精度、高集成度的特点。

基于FPGA的准直测角系统

为了提高线阵CCD准直测角系统的精度、速度、集成度,以及可靠性,提出一种集成于单片FPGA、光积分时间可自适应调节的片上准直测角系统。以FPGA作为系统处理核心,利用高斯滤波算法对CCD输出信号进行数字滤波,利用边缘自动检测算法获得图像的像元级边界,在此基础上应用多项式插值算法对图像边缘位置进行亚像元细分,最终计算出失准角。利用VHDL语言以及MAX+plus II软件完成了系统设计。系统仿真和实验表明,所设计的片上系统具有高精度、高集成度、高可靠性的特点。