一種數(shù)字式自動(dòng)調(diào)焦方法的研究.pdf

1、自動(dòng)調(diào)焦是自動(dòng)化控制中的一個(gè)重要技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、軍事、和日常生活中。同時(shí)也對(duì)這一項(xiàng)技術(shù)提出了越來越多的要求。自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)要求具有更高的精度，更快的速度，更好的穩(wěn)定性，同時(shí)為了技術(shù)的推廣還要求系統(tǒng)有更低的成本。因此，仍然需要做大量的研究。本文的基礎(chǔ)是一種基于CCD視頻信號(hào)模擬濾波和單片機(jī)控制的顯微鏡自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)。系統(tǒng)用帶通濾波器對(duì)模擬視頻信號(hào)進(jìn)行濾波，然后進(jìn)行放大和積分，并以此為調(diào)焦評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，積分信號(hào)經(jīng)

2、A/D轉(zhuǎn)換后，由單片機(jī)判斷，控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦。 本文的主要內(nèi)容是對(duì)原有的系統(tǒng)進(jìn)行性能的改進(jìn)和功能的擴(kuò)展。首先是改變了系統(tǒng)的工作方式，原來的系統(tǒng)電機(jī)每走一步采集一次數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷。改進(jìn)后的系統(tǒng)在電機(jī)連續(xù)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行連續(xù)采樣，這樣最大限度地利用了電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，大大縮短了調(diào)焦時(shí)間。其次改變了系統(tǒng)的采樣方式，采用雙單穩(wěn)態(tài)出發(fā)電路對(duì)調(diào)焦窗口進(jìn)行選擇，解決了原來存在的因中斷產(chǎn)生的采樣漂移問題。同時(shí)增加了計(jì)算機(jī)串口控制功能，這

3、樣就可以使用計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，并使遠(yuǎn)程操控成為可能。最后簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開關(guān)電源，使得系統(tǒng)的體積大大減小。 本文的另一個(gè)主要工作就是提出并實(shí)現(xiàn)了一種數(shù)字式的調(diào)焦系統(tǒng)。該系統(tǒng)用視頻采集卡處理CCD的視頻信號(hào)，在計(jì)算機(jī)上用各種調(diào)焦判據(jù)函數(shù)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行處理后作為調(diào)焦依據(jù)，并用串口控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦。這種數(shù)字式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：首先可以根據(jù)樣品的不同來選擇合適的判據(jù)函數(shù)，增加了系統(tǒng)的適用范圍；其次，可以任意選擇調(diào)焦窗口，適用于局部清晰