數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、數(shù)字水準(zhǔn)儀是集光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)、編碼技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的新型水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器,憑借其測(cè)量速度快、精度高、操作簡(jiǎn)便,能顯著減輕作業(yè)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn),得到了廣大用戶(hù)的認(rèn)可,并具有廣闊的應(yīng)用前景.數(shù)字水準(zhǔn)儀雖然在國(guó)外已研制成功,但是國(guó)內(nèi)這方面的研究仍處于試驗(yàn)探索階段,因此開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)化的數(shù)字水準(zhǔn)儀是一個(gè)急待解決而又具有實(shí)際意義的課題.該文首先研究了數(shù)字水準(zhǔn)儀的測(cè)量原理,提出了數(shù)字水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,完成了條碼標(biāo)尺的編碼設(shè)計(jì).然后以該

2、條碼標(biāo)尺為對(duì)象,設(shè)計(jì)了數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng).在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中,采用2160像元的TCD1206SUP型線(xiàn)陣CCD(電荷耦合器件)作為條碼探測(cè)器,并結(jié)合系統(tǒng)檢測(cè)對(duì)象的特點(diǎn),在深入分析CCD視頻信號(hào)處理方法的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)采用量化處理的方法對(duì)CCD模擬視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化.著重研究了線(xiàn)陣CCD輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)采集方法,設(shè)計(jì)了一種非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集電路.該采集電路是以89C51單片機(jī)為核心,Intel8253作為同步控制器,控制A/D轉(zhuǎn)換器定

3、時(shí)采樣,完成了對(duì)CCD輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)采集.在數(shù)據(jù)處理算法中,通過(guò)分析CCD輸出信號(hào)的采集數(shù)據(jù)和波形,有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)處理算法.該算法首先采用均值濾波和中值濾波構(gòu)成的復(fù)合式濾波算法抑制噪聲干擾,提高信噪比;其次采用基于指數(shù)基的快速邊緣檢測(cè)算子提取條碼邊界點(diǎn),該算子大大降低了數(shù)據(jù)處理的運(yùn)算量;最后根據(jù)幾何光學(xué)成像原理和相關(guān)原理計(jì)算出視距和視線(xiàn)高.該文開(kāi)發(fā)的數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)硬件和軟件均已通過(guò)調(diào)試,并對(duì)系統(tǒng)的誤差進(jìn)行了詳細(xì)分析.