數(shù)字水準(zhǔn)儀標(biāo)尺編碼理論與識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、作為水準(zhǔn)測量儀器發(fā)展趨勢的數(shù)字水準(zhǔn)儀，因國外技術(shù)封鎖以及國內(nèi)某些技術(shù)難題沒有完全攻克等方面的原因，至今尚無擁有自主專利權(quán)的產(chǎn)品面世。這給我國水準(zhǔn)測量儀器使用量達(dá)到30萬臺(tái)/每年的測繪行業(yè)帶來了技術(shù)的發(fā)展瓶頸。 針對(duì)這種現(xiàn)狀本文重點(diǎn)研究數(shù)字水準(zhǔn)儀測量系統(tǒng)的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：一、突破國外專利權(quán)的壟斷，提出新的水準(zhǔn)標(biāo)尺條碼；二、研究與新碼配套的圖像處理算法與條碼識(shí)別技術(shù)。具體的研究工作如下： 1、編碼方法分析提出并分析了水準(zhǔn)標(biāo)尺條

2、碼編碼的兩種承載信息方式：模擬量編碼法和數(shù)字式編碼法；研究水準(zhǔn)標(biāo)尺選用一維條碼編碼的原因：通過條碼條、空寬度的變化以及縱向的有序排列達(dá)到二維條碼的作用效果。 2、衡量條碼優(yōu)劣的評(píng)價(jià)體系構(gòu)建建立衡量編碼優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)——條碼的最大信息密度、條碼圖像的分辨率與條碼信息的糾錯(cuò)能力：用條碼的最大編碼容量與一個(gè)單元寬度的比值衡量條碼的最大信息密度；通過光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)研究條碼圖像的分辨率，得出碼元邊緣的間距相等時(shí)分辨率最高的結(jié)論；用條

3、碼圖像信息序列的相關(guān)性或條碼編碼所用函數(shù)本身的規(guī)律性來評(píng)價(jià)條碼信息的糾錯(cuò)功能。 3、Nkm條碼與G—R條碼創(chuàng)新依據(jù)上述編碼理論創(chuàng)新出兩種新碼：基于寬度調(diào)節(jié)法的Nkm條碼和基于模塊組配法的G—R條碼。前者具有充分利用編碼信息，達(dá)到水準(zhǔn)標(biāo)尺條碼總數(shù)N、條空寬度比變化種類k與一個(gè)碼區(qū)內(nèi)的條碼單元數(shù)m之間的最佳匹配，但它存在信息密度較低、分辨率不高、只有校驗(yàn)沒有糾錯(cuò)功能等缺點(diǎn)；后者利用Gray碼在任意兩個(gè)相鄰的數(shù)之間轉(zhuǎn)換，只有一個(gè)數(shù)位發(fā)

4、生變化的單步特性，以及參考碼R固定的條寬有利于求物像比的特點(diǎn)，交替組合而成一種信息密度較高，分辨率較好，糾錯(cuò)能力強(qiáng)的高品質(zhì)碼。 4、G—R條碼圖像處理算法設(shè)計(jì)利用中值濾波對(duì)于階躍信號(hào)輸出能保持輸入信號(hào)值不變，以及較好得保持圖像邊緣非線性的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行G—R條碼圖像濾波；針對(duì)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)提取的邊緣比較平滑、清晰，圖像骨架比較連續(xù)的特點(diǎn)進(jìn)行G—R條碼圖像的邊緣檢測處理；基于最大類間方差法得到的圖像邊緣不隨光強(qiáng)變化的特點(diǎn)進(jìn)行G—R條碼圖像閾

5、值分割；鑒于概率統(tǒng)計(jì)細(xì)分法算法簡單、執(zhí)行效率高、精度好的特性進(jìn)行G—R條碼圖像邊緣的精確定位。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所用方法較好地解決噪聲干擾對(duì)邊緣信息提取的影響，提高了檢測的分辨率。 5、SMGP(Sequence Matching and Geometric Position—setting)條碼識(shí)別思想創(chuàng)立根據(jù)數(shù)字水準(zhǔn)儀需將條碼的信號(hào)與儀器內(nèi)存的參考信號(hào)按一定方式進(jìn)行比較獲得識(shí)別的讀數(shù)原理，以及幾何法通過求平均值能消除分化誤差