线阵CCD技术及其在非接触检测中的应用

论述了线阵CCD技术的特点及信号的处理方法 ,特别是对线阵CCD信号的二值化问题 ,提出了实现方法。结合这一技术在钢坯检测中的应用实例 ,进一步论述该技术在非接触检测中的具体应用     

利用线阵CCD对物体尺寸测量的研究

介绍了一种对物体尺寸精密测量的方法.该方法采用线阵CCD作为光电传感器件,通过对CCD输出信号进行二值化处理并从计算机获得数字式信号,从而实现对物体尺寸的精确检测.测量结果表明:与其他传统的检测方法相比,该方法具有测量精度高、速度快,操作简单,检测过程中运行稳定等优点,在工业生产的尺寸测量中有实用价值.     

基于时间参考点的差动式线阵CCD位移传感器

为了将线阵CCD应用于实际工程的大尺寸位移测量,利用线阵CCD像元空间与输出时间的对应关系,提出了一种差动式测量的线阵CCD位移传感器测量系统。分析了线阵CCD位移测量存在的问题,结合线阵CCD中像元空间与驱动脉冲之间的对应关系,提出一种以时间为参考点的差动式测量方法。该方法用两个空间上对齐、时间上错开半个积分周期的线阵CCD检测透光挡板上等间距分布的透光光线的位置变化;通过计算两个CCD上输出光信号的时间差,用匀速扫描测量原理实现对空间位移的测量。用雷尼绍激光干涉仪对所研制的线阵CCD位移传感器进行了校准,结果显示：在有效测量范围（600.05 mm）内,经过修正后的测量误差可控制在±2 μm以内,验证了用差动法实现线阵CCD大尺寸精密位移测量的可行性。     

DSP技术在线阵CCD测量系统中的应用

本文介绍数字信号处理器DSP在线阵CCD信号实时采集与处理系统中的应用。测量系统采用CCD传感器光采样与ADC数据采集、DSP数据处理三级流水线结构。结合AD采样技术， 充分发挥DSP处理器片内存储器容量大，快速灵活运算能力的特点，使用DSP片内双数据缓冲区交替对CCD进行信号采集和数据处理；在进行数据处理过程中，DSP以中断方式读取AD采样结果。文章还介绍了DSP的线阵CCD系统在LAMOST光纤定位单元定位精度检测装置中的应用。     

线阵CCD智能系统

介绍了线阵CCD(电荷耦合器件)测量系统中的智能化控制、信号处理技术。用可编程定时/计数器8254构成线阵CCD光积分控制信号周期的数字调节器。对线阵CCD输出信号进行模数转换,由DSP(数字信号处理器)对其进行数字信号分析,实现线阵CCD系统的智能化。     

用线阵CCD测量颗粒尺寸分布的研究

线阵CCD器件的应用已相当广泛，文中介绍了一种以线阵CCD为接受器件的颗粒尺寸分布测量新方法。基于群体粒子的衍射理论，一般采用以环形光电管（SSPD）为接受器件、以矩阵迭代为反演手段的测量方法；而我们采用了以线阵CCD为接受器件、以shifrin变换为反演手段的新方法，线阵CCD能在小的衔射角范围内获取大量的数据，这为我们反演的准确和测量精度的提高提供了有力的保障。对几微米以上的实际样品测试实验表明：与目前以SSPD为接受器件的测量方法相比，峰值粒径测量的精度有所提高，其相对误差在3％左右，且该法仅需要很少的预知信息，此外测量的结果更为详细。     

线阵CCD输出特性测量系统设计

为了研究电荷耦合器件(CCD)图像传感器件的输出特性,以典型线阵TCD1209D为研究对象,FPGA为核心控制器件,构建线阵CCD输出特性测量系统。系统由CCD驱动模块、数据采集模块、存储模块和RS232数据传输模块构成。通过FPGA编程产生CCD的驱动信号,驱动CCD能够正常工作。经A/D芯片采集模拟信号后,经过处理后的数字信号缓存于FPGA中的FIFO中。由RS232串口传输模块将FIFO缓存器中的的数据传送至PC端。通过改变实验条件,由测量系统对CCD输出信号进行采集,由PC机获得的数据进行实验分析,从而实现了对CCD器件特性的测量。     

用面阵CCD测量不规则平面物体的面积

文中介绍了利用面阵CCD测量不规则平面物体面积的原理和方法。对影响测量精度的各种因素进行了分析,比较了利用面阵CCD进行测量和利用线阵CCD进行测量的不同。通过实际测量,证明本方法具有测量速度快,测量精度高,适应性强等特点,具有广泛的应用前景。     

CCD在高斯激光束的判别与测量中的应用

本文提出CCD在高斯判别与测量中的一种新应用，这一应用是根据本文作者提出的判别与测量高斯光束的“四点法”原理而实现的，即在垂直光束的截面内，用CCD线阵元件对任意等距四点采光测量，经计算机处理就可判别和测量此高斯光束。     

基于CPLD和线阵CCD的直径测量系统

为满足测量现场的实际需要,同时克服以往CCD驱动电路的缺点,以CPLD为主芯片,为线阵电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)提供工作时序信号,同时控制信号调理、转换、传输模块巾的采样率和数据的存储与传输。介绍了基于CPLD的线阵CCD直径测量系统的软硬件构成、工作原理、结构特点及设计方案,并通过实验得到测量结果。实验结果表明:该方案的测量精度可达到0.5mm,响应时间少于3ms。     

光电开关的特殊应用

本文介绍了光电开关在热轧钢坯长度在线检测中的应用,光电开关在此主要起两个作用：１,作为测量钢坯长度时的触发信号,控制计算机通过线同对钢坯尾部进行样。２．用来减小测量视场,提高测量精度。本文较为详细的论述。     

利用激光散斑测量CCD的调制传递函数(MTF)

本文分析了抽样成像系统的OTF,并讨论了与透镜OTF的非相干耦合问题,同时提出了一种新的测量CCD的MTF的方法。这种方法利用激光产生的散斑,在CCD的接收面上产生一个已知能谱分布的入射光强函数,对CCD信号进行A/D变换,作快速傅里叶变换(FFT),即可得到输出谱,从而求得MTF。该方法可直接对器件进行测试,不需要精密的准直设备和高质量的成像透镜,也不必对CCD的输出加放大电路,简便易行,能够满足对CCD性能进行快速检测的要求。本文测定了东芝TCD102C-1型CCD的MTF曲线。     

CCD图像灰度与照度的转换标定方法

本文提出了一种基于CCD摄像机利用图像灰度获得实际照度的新方法,该方法适用于摄像机的任意曝光和增益参数,且考虑了摄像机安装位置和角度对测量的影响。CCD摄像机照度测量法的实际应用主要涉及两个过程:一是标定过程,即应用CCD摄像机进行照度测量前,标定CCD图像灰度与照度之间的转换参数和转换模型;二是照度测量过程,即通过CCD摄像机拍摄图像,将图像灰度代入已定的转换模型,获得测量对象的照度值。其中,灰度与照度转换模型的标定是利用CCD摄像机实现照度测量的基础和关键,文中主要讨论了该模型的推导过程以及标定方法。具体为:首先通过理论推导获得图像灰度与CCD传感器感应的相对辐照度的关系,然后借助以均匀光源搭建的实验系统标定CCD传感器相对辐照度与物面实际照度之间的关系,进而获得图像灰度与物面实际照度的转换关系。在转换过程中讨论了曝光时间、增益以及CCD相机与照度测量点之间的距离和角度对转换模型的影响,为CCD摄像机照度测量法的实际应用奠定了基础。实验结果表明本测量及标定方法适用于摄像机任意曝光和增益条件,经过本方法标定后,应用CCD摄像机进行照度测量,测量结果的相对误差在4.5%以内。     

图像技术在微小零件几何尺寸测量中的应用

介绍了一种基于CCD图像的微小零件几何尺寸测量系统;给出了利用数字图像处理技术进行几何尺寸非接触测量的方法,主要包括图像的采集、预处理、二值化、边缘检测及轮廓提取等,从而得到被测物体参数的精确结果,并对测量精度进行了分析。通过实例证明了该方法的可行性和正确性。     

基于集成成像技术的零件孔径位置检测

针对利用霍夫圆检测方法很难定位大尺寸零件上所有孔径位置的问题,本文提出了一种将集成成像技术与霍夫圆检测算法相结合的非接触式测量方法.首先,根据经典成像理论提出了一套集成成像信息获取算法.其次,利用二维平移台和CCD相机搭建了相机阵列实验装置.系统工作时,相机采集的元素图像阵列,可以通过霍夫圆检测和坐标获取算法来实现零件孔径位置的定位.基于上述理论进行了验证实验,结果显示,零件孔径位置的检测误差在0.3mm以内.该方法为集成成像技术应用于高精密位置检测提供了有效的理论支持.     

使用CCD的实时液位测量系统研究

本文描述了一种实用的液位测量系统。该系统采用线阵ＣＣＤ作为传感器，由微机系统完成数据采集、处理、参数分析及显示，并控制随动测量头进行定位跟踪测量。实现了大范围、高精度的自动化监测。     

基于步进电机的CCD无接触测量仪

论述了用先进的CCD光电接收技术,实现对空间三维物体的跟踪和非接触式测量的方法,设计出一套能自动连续测量工件的长度、宽度、厚度的高精度测量系统,论文详细地阐述了该仪器的各个组成部分的设计思想和具体实现方法。其主要内容包括CCD器件测量的原理,信号的获得及处理方法,控制系统、软件及步进电机的设计等。     

基于激光-CCD的高精度在线测厚系统研究

通过对各种测厚传感器性能指标的综合评价，以及对多种厚度测量方法的对比研究，提出了一种以激光传感器和CCD扫描技术相结合、以计算机控制技术为核心的厚度测量的新方法。实际测量现场中，步进电机突然制动所引入的外来振动干扰以及因环境温度变化所导致的工作台变形都是导致厚度测量误差的重要因素，联合对振动系统的建模分析与对测点位置实时标定，以在线补偿测量误差，由此共同构建一个复合板厚度在线监测系统。实际应用结果表时，该系统可有效抑制外来诸多干扰因素的影响，从而实现了复合板厚度的在线高精度测量。