光電式幾何量測量系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、光電式幾何量測量是規(guī)則幾何物體多種測量方法中應(yīng)用較廣的一種，特別足是基于線陣CCD的光電式幾何量測量由于具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低等特點，廣泛應(yīng)用于規(guī)則幾何物體的尺寸測量中。
　　 本文設(shè)計的光電式幾何量測量系統(tǒng)采用平行光成像法對規(guī)則幾何物體進行測量。系統(tǒng)中的平行光源用于照射物體，將物體的尺寸信息變成光信號，光線經(jīng)過光接收系統(tǒng)投影到線陣CCD上，硬件部分對CCD輸出的電信號進行濾波放大以及數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過軟件處理后得到被測物體的尺寸。光

2、源發(fā)出的平行光由LED點光源轉(zhuǎn)換形成，具有大口徑、高精度的特點。其直徑可達(dá)40mm，最大平行度誤差小于0.2度。平行光照射被測物體后，光線被線陣CCD接收。在被測物體和線陣CCD之間加入光接收系統(tǒng)，同時將透鏡中某些曲面選用非球面結(jié)構(gòu)，進一步提高了測量的精度。光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計基于基本的像差理論，采用ZEMAX軟件進行優(yōu)化。線陣CCD接收的光信號通過線陣CCD的光電轉(zhuǎn)換后需要進行硬件處理，硬件電路實現(xiàn)了CCD視頻信號的接收、預(yù)處理和采集，整個

3、硬件電路的運行通過CPLD進行控制。經(jīng)過硬件處理后的CCD視頻信號通過USB總線送入上位機。采用。EasyUSB動態(tài)庫實現(xiàn)USB設(shè)備與PC機的通信，省去了固件程序的編寫，縮短了設(shè)計周期。被測物體尺寸信息的提取通過在上位機編程實現(xiàn)。使用亞像元細(xì)分技術(shù)和直線擬合算法兩種方法進行物體尺寸信息的提取，通過計算可求出被測物體尺寸的大小。光學(xué)系統(tǒng)的像差、CCD自身噪聲和分辨率的局限性、硬件系統(tǒng)的誤差和軟件算法精度的有限性都會影響測量的精度，再加上外