光電式幾何量測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、光電式幾何量測(cè)量是規(guī)則幾何物體多種測(cè)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(cè)量由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于規(guī)則幾何物體的尺寸測(cè)量中。
　　 本文設(shè)計(jì)的光電式幾何量測(cè)量系統(tǒng)采用平行光成像法對(duì)規(guī)則幾何物體進(jìn)行測(cè)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(hào)，光線經(jīng)過(guò)光接收系統(tǒng)投影到線陣CCD上，硬件部分對(duì)CCD輸出的電信號(hào)進(jìn)行濾波放大以及數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過(guò)軟件處理后得到被測(cè)物體的尺寸。光

2、源發(fā)出的平行光由LED點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換形成，具有大口徑、高精度的特點(diǎn)。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(cè)物體后，光線被線陣CCD接收。在被測(cè)物體和線陣CCD之間加入光接收系統(tǒng)，同時(shí)將透鏡中某些曲面選用非球面結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了測(cè)量的精度。光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于基本的像差理論，采用ZEMAX軟件進(jìn)行優(yōu)化。線陣CCD接收的光信號(hào)通過(guò)線陣CCD的光電轉(zhuǎn)換后需要進(jìn)行硬件處理，硬件電路實(shí)現(xiàn)了CCD視頻信號(hào)的接收、預(yù)處理和采集，整個(gè)

3、硬件電路的運(yùn)行通過(guò)CPLD進(jìn)行控制。經(jīng)過(guò)硬件處理后的CCD視頻信號(hào)通過(guò)USB總線送入上位機(jī)。采用。EasyUSB動(dòng)態(tài)庫(kù)實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備與PC機(jī)的通信，省去了固件程序的編寫(xiě)，縮短了設(shè)計(jì)周期。被測(cè)物體尺寸信息的提取通過(guò)在上位機(jī)編程實(shí)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(jìn)行物體尺寸信息的提取，通過(guò)計(jì)算可求出被測(cè)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(huì)影響測(cè)量的精度，再加上外