通用CCD输出信号微机接收的接口设计

一、CCD器件简述CCD(Charge-Coupled Devices)是一种功能器件,它与真空摄像管相比具有无灼伤、无滞后、低电压等特点,特别是近两年来,利用 CCD 器件完成动态在线测量,受到人们的关注。但是,在动态测量过程中,CCD视频信号的输出频率很高,给用户使用带来了困难。针对应用中的具体问题,本文就用于在线测量的     

用劳埃德镜干涉原理进行圆度误差测量

提出一种应用线阵CCD自动测量圆度误差的新方法。论述了系统利用劳埃德镜干涉装置，通过线阵CCD图像处理系统自动测量圆度误差的工作原理及过程设计。测量结果表明，新的测量方法实现了圆度误差的实时精确在线测量。该测量系统具有一定的实用价值及较广阔的应用前景。     

基于电子快门自动增益的CCD驱动电路研究

为了满足目前CCD测量领域中高速、高精度的测量要求,设计了TCDl304传感器的专用驱动电路。该驱动电路的一大特性就是电子快门,其将光积分时间缩短了一个数量级,至几个微秒,极大地提高了测量速度;同时,通过对CCD输出信号A／D采样分析,实时调节电子快门时间,实现自动调节控制,提高了测量精度。经实验证明,该测量方法在高速实时在线测量领域有很好的应用前景。     

基于CCD技术的非接触尺寸测量与展望

CCD因为其高灵敏性,非接触性和高精度性而在近代科学研究,工业生产,空间技术中得到广泛青睐。本文在对图像传感器CCD基本原理,器件的阐述基础上,我们介绍了CCD在一些非接触尺寸测量领域的设计与应用。最后,我们对CCD的发展趋势进行了展望。     

基于CCD的微缝宽激光测量系统的改进

提出了以激光为光源的微缝宽度测量系统的新方法。从理论和实验上对几种影响激光衍射法测量微缝宽度的因素进行了研究,井以正交CCD组作为接收元件,改进了测量系统。与传统测量方法相比,不再有测量距离的不确定及CCD定位等问题。测量过程实现了非接触、高精度在线测量,系统性能稳定。     

基于CCD 的微缝宽激光测量系统的改进

提出了以激光为光源的微缝宽度测量系统的新方法。从理论和实验上对几种影响激光衍射法测量微缝宽度的因素进行了研究, 并以正交CCD 组作为接收元件, 改进了测量系统。与传统测量方法相比, 不再有测量距离的不确定及CCD 定位等问题。测量过程实现了非接触、高精度在线测量, 系统性能稳定。     

面阵CCD相机驱动时序的研究

面阵CCD是应用于图像传感和非接触测量领域中重要的光电器件,在光电检测技术领域应用广泛.介绍了美国TI公司的面阵CCD TC237B的结构特性及工作原理,简要介绍了多种CCD时序驱动的方法,重点对逐行扫描单输出方式的驱动时序进行了全面、细致的分析.本文结合实际课题,使用在线可编程大规模逻辑器件实现了要时序产生电路.同时,该系统具有高可靠性、高稳定性、编程灵活等特点.     

竹地板公差检测系统的研制

线阵CCD器件以电荷耦合理论为基础，在非接触式测量领域得到了广泛的应用。采用线阵CCD研制的竹地板公差在线检测系统，具有分辨率高、工作灵敏等特点。研究表明，该系统工作性能满足要求且工作稳定、可靠。     

基于DSP和线阵CCD外螺纹几何参数非接触测量方法研究

为了提高外螺纹尺寸检测的精度并实现自动化测量,文章提出了基于线阵CCD的非接触测量方法,建立了包括图像数据自动采集和尺寸计算的测量系统,该系统通过控制高精度的线阵CCD扫描外螺纹在平行光场中的投影并结合光电编码器来获取螺纹图像。文章详细介绍了线阵CCD驱动电路的实现,以TMS320F2812为信号处理器的线阵CCD在线测量系统的硬件结构与软件设计。     

基于线阵CCD的多表面焦点偏移测量

在显微成像过程中,焦点偏移对长时间的活细胞观测等应用有很大影响,自动对焦技术是解决该问题最有效的技术手段之一。反射式的主动式表面偏移测量是显微镜实现自动对焦的关键,但是在存在多个表面反射的情况下如何进行准确的焦点偏移测量仍是需要解决的一个问题。本文提出了一种针对多表面反射的焦点偏移测量方法,该方法采用线阵CCD对反射光斑进行成像,不同表面反射回来的光斑在线阵CCD上可以很好的区分,通过窗口加权质心法够精确地测量所需要的表面反射光斑在CCD上的位移,从而精确测定焦点偏移,在样品干燥和样品湿润的情况下测量精度分别达到106 nm和111 nm。     

线性CCD实验系统的研究

CCD（Charge Coupled DeviCe）越来越广泛被应用于工业、军事、民用等行业,采用CCD数据采集卡,和微机相结合,对被测图像信号进行快速采样、存储及数据处理。本实验系统研究主要从5个实验的研究,其中讲述了线阵CCD的特性测量的基本原理、线阵CCD的输出信号的二值化测量的原理及方法、线阵CCD的A/D数据采集、及成像系统的研究、线阵CCD对物体的尺寸的基本测量、对角度的测量等基础知识。最后通过总结性的研究线阵CCD的A/D数据采集程序的方法。     

头盔瞄准具中目标指示线的测量计算方法研究

分析了某型头盔瞄准具的头位测量原理,介绍测量方法,并在原数学模型的基础上,提出了一种新的测量方法,该方法可以在飞行模拟器上使用,也可经适当改装机载使用。     

基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统

为了实现对视度和视差的客观检测,提高自动化检测程度,设计了一种基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统。对CCD视度和视差检测原理公式进行了推导,通过分析发现需要测量成像最清晰时CCD光敏面的位置。为此,构建了像面可调的CCD摄像系统和图像采集与处理系统,采用扫描求解图像像素灰度值梯度的方法,实现图像清晰度测量和边缘提取;同时利用视频图像清晰度峰值搜索法,通过控制电机带动CCD光敏面朝图像最大清晰位置运动,实现CCD摄像系统的自动对焦,并完成对成像最清晰时CCD光敏面位置的测量。最后通过对装备视度和视差实际检测,表明视度检测不确定度在0.15 D以内,视差不确定度在0.3分以内,与传统方法相比,检测结果客观准确,自动化程度得到了提高。     

一种新型激光测厚装置的设计

为了实现对热轧钢板的在线厚度测量,建立了自动激光测厚系统。对该系统所采用的机械设计、光路设计、基于MATLAB的图像算法等进行了研究。首先使用激光器将激光倾斜投射到待测钢板的侧面上,并在激光器前方设置一块挡板,挡住水平方向上的部分光线。接着使用工业摄像机将被测板上的激光光斑成像于CCD靶面上。然后根据CCD上挡板所成像的位置计算出钢板的离焦量。最后根据CCD上钢板侧面所成像高和钢板的离焦量与待测板厚的几何关系,计算出钢板的厚度。结果表明,钢板厚度为8mm～120mm时,系统测量精度为0.32mm,低于测量系统要求的0.5mm;测量系统受高温辐射影响较小。能够满足工业生产线上热轧钢板自动厚度测量的稳定性好、精度高、受外界干扰小等要求。     

基于LabVIEW的在线式线长线径测量仪设计

在线测量线缆的直径、长度等参数是确保稳定电线电缆产品的质量和生产速度的依托.本文介绍了一种基于LabVIEW的电缆线长、线径在线测量仪器.该仪器使用高精度步进电机牵引线缆并测量其长度,采用线性CCD传感器实现了线缆直径的在线测量,同时使用LabVIEW软件编写了上位机软件采集并记录测量线缆的线长及线径,以曲线图表的形式直观的显示出来,可以让用户通过软件调取任意线长位置的线径,实时了解测量数据.并通过加入了机械减振装置和使用曝光时间可达微秒级的高速CCD,降低了线缆抖动所引起的测径误差.     

面阵CCD探测的全自动椭圆偏振光谱系统研究

给出了一种椭圆偏振光谱的快速测量方法，并使得实验系统的结构更为紧凑和小型化，减轻了重量，研究中采用了由面阵型CCD探测器和平面多光栅组成的光谱仪，无需光栅扫描，就能够在很短时间内对光谱进行快速准确的数字凝视式成像，光谱分辨精度优于1．0mm，显著提高了系统工作的可靠性和效率，系统采取了将CCD光谱仪后置的方式，研究并解决了从物理光学原理，器件设计和加工、系统调试和定标、软件编制以及到光谱测量和数据分析等一系列问题，实验中对典型贵金属Au的光学常数谱进行了测量，获得了满意的结果。     

基于CCD的阵列式光电相关鉴相系统的研究

本文介绍了应用CCD接收器实现光电相关鉴相的新方案。这一系统工作时,光强正弦调制的光波入射到由同频方波进行曝光控制的CCD上,两信号相关鉴相的运算在CCD的光照射-曝光控制-积分工作过程中完成,由于CCD输出的直流电平信号幅度与入射正弦光信号的位相差成正比,可以应用3次移相测量的方法,获得输入光信号的相对位相差的值,通过线阵CCD器件的实验验证了方案的可行性,研究中,单像素实验的相对测量误差小于0.2%,阵列实验的像素间测相误差小于1.0%。     

大尺寸视觉测量系统结构参数分析与试验研究

研究了基于大尺寸视觉测量系统的结构参数优化问题,图像传感器CCD外部姿态的优化布局可以提高测量精度。建立双目视觉测量系统结构的数学模型,对有效视场约束条件进行了数学描述。利用Matlab软件对不同结构参数进行仿真计算,结果表明被测点越靠近有效视场中心测量误差越小,而基线距越大以及基线与光轴夹角越大所产生的误差越大。最后,通过试验验证了摄像机外部姿态的误差影响特征正确性,从而为双目视觉测量系统的现场布置方法提供了依据。     

生丝细度测量光学成像系统设计

为实现巢丝现场对生丝细度测量的需求,设计一种具有非接触性、动态检测、高精度、准确率高、并且能与其他自动控制设备相连的专用光电测量仪。针对生丝细度测量现有技术的不足和造成误差的成因,利用线阵CCD,结合计算机技术构建了一种基于线阵CCD光电传感器的非接触式实时动态检测生丝细度的设计方案。方案分析了现有检测方法存在的问题,对光学成像系统的光源和成像部分完成了理论设计,使扩束准直系统的折射角理论上达到0.00111°。设计方案中CCD获得暗背景接收信号,有效避免传统亮背景成像引起的像元饱和现象及生丝抖动引起的失真。新结构解决了光源照度的不稳定性和生丝透明度造成的影响,使之成为一种较为实用的方法。     

圆柱工件几何参数的自动测量研究

针对圆柱工件在实际测量过程中测量速度慢、精度低的实际情况,本文介绍了一种利用几何位移光学精密测量完成圆柱工件几何参数测量的方法。该系统由机械系统、运动控制和数据采集系统、数据处理系统组成;利用激光位移传感器非接触测量的特点,对圆柱工件外表面几何信息进行采集;根据最小二乘法原理,计算机对测量数据进行处理,从而得到圆柱工件的外径、同轴度、高度等几何参数。该方法通过实验验证,目前已应用于生产中。