基于线阵CCD的直线位移测量仪的研究

为实现精密测量移动物体的直线位移,解决现有直线测量技术中量程和精度无法兼顾的难题,克服现有测量技术复杂、加工难度大等缺点,提出一种新型无接触测量技术,用线性CCD连续采集128个像素点,测量移动物体的位置。在普通白炽光的照射下,背景色为白色,这时128个像素点的采集值基本相同。当黑色物体沿直线移动到镜头范围内时,128个像素点的采集值将会发生显著的变化,找到这些变化点,并用动态阈值算法计算出移动物体的位置。搭建了相应的测量系统,实验结果表明,系统的测量精度可达到0.5mm,具有精度高、成本低、易安装等优点。     

基于Verilog的线阵CCD驱动时序设计

针对东芝公司生产的TCD1209D芯片,介绍了一种基于Verilog语言的线阵CCD驱动方案,给出了关键部分的程序代码。采用Modelsim软件对设计方案进行了功能仿真,针对ALTERA公司的现场可编程门阵列EP2C8Q208C8N进行了适配。实验结果表明,该设计方案功耗小,抗干扰能力强,可移植性好,具有较高的开发效率。     

基于线阵CCD像素数提取的高速运动目标形变测量方法研究

针对传统光学成像测量方法对高速运动目标成像帧频低、像质模糊,难以满足对目标形变高精度测量的缺点,提出一种基于线阵CCD像素数提取的高速运动目标形变测量方法。该方法利用线阵CCD高分辨率、高帧频等优势,通过提取线阵CCD输出目标强度——像素曲线斜率变化率最大点来获取目标所占像素数N的像素数提取方法,同时采用DMD模拟高速运动目标形变过程,配合基于线阵CCD像素数提取的高速运动目标形变测量方法进行形变测量实验验证。实验结果显示采用该方法对V=450 km/h的高速运动目标进行形变量测量时,可以满足目标形变测量偏差小于0.3 mm,标准差小于0.5 mm,相对误差最低0.01%。实现了高速运动目标形变量的准确测量,为高速磨损测试、高温形变测试、高压形态测试等奠定了基础。     

线阵CCD用于实时动态测量技术研究

本文研究的是在连续光条件下线阵ＣＣＤ实时动态测量技术,除了考虑ＣＣＤ像元响应非均匀性、非线性等影响因素外,还应认真考虑采样频率、测量精度、动态范围、快速电路等问题。本文还详细讨论了测量精度和动态范围问题,推导了测量精度公式与动态范围公式。为了减小测量误差和提高被测信号的频率,必须相应减小积分时间。精度公式是进行线阵ＣＣＤ电路设计的基本依据公式。动态范围与频率无关,只与结构参数有关,为了充分利用ＣＣＤ的动态范围,激光功率要可调。     

线阵CCD的光谱测量

用线阵CCD作为光栅光谱仪的接收器件,除了可以对光谱的波长进行测量外,还可以对光谱的波形进行比较、分析.而光谱的波形又与波长、积分时间、入射狭缝宽度、衍射角、光源偏离光轴等因素有关,本文分析并研究了这些因素对光谱测量结果的影响.     

线阵CCD用于快速实时动态测量技术研究

重点研究线阵CCD快速实时动态测量技术。由于测量速度快，除应考虑CCD像元响应非均匀性、非线性等影响因素外，还应考虑采样频率、测量精度、动态范围、快速电路等问题。就上述问题进行了详细研究，并给出解决问题的具体方法。对于采样频率，除了满足采样定理的要求外，还要根据工程实际被测系统要求的振幅和频率，合理选择CCD的动态范围和光源功率。CCD信号处理电路除了采用高速器件小，还要根据具体情况采用其它特殊方法实现。     

基于线阵CCD空间滤波效应的航空相机像移速度测量方法

基于空间滤波测速原理,提出了利用线阵CCD空间滤波效应进行航空相机像移速度测量的新方法。对线阵CCD输出图像进行隔行采样,模拟了多狭缝的空间滤波特性,实现了对航空相机像移速度的光学非接触测量。通过研究空间滤波器的功率谱密度函数,对影响线阵CCD空间滤波特性的关键因素进行了特性分析,并在实验上验证了利用线阵CCD推扫图像模拟多狭缝空间滤波器测量像移速度的可行性。结果表明,对于5～53.2 mm/s范围内的像移速度,测量误差导致的像移量误差不大于1/3 pixel,能够满足航空相机像移补偿精度的要求。     

基于FPGA的全帧型面阵CCD驱动时序设计

在介绍全帧型面阵CCD的结构和特点的基础上,分析了该类型CCD的驱动信号和时序,并针对CCD442A型CCD设计出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的全帧型面阵CCD驱动时序。采用集成开发环境和自上而下的模块化设计方法,实现了硬件设计的软件化,提高了开发效率。     

基于线阵CCD的图像采集系统设计

介绍了一种快速提取边缘特征信息的图像采集系统设计方法。该方法以C8051f060单片机为控制核心, 结合外围环形硬件电路实现对线阵CCD图像传感器的驱动,采用简单的预处理电路将两路CCD输出信号转变为一路可利用的视频信号,再利用单片机的A/D转换模块对视频信号进行模数转换和串口通信将数字图像数据发送到上位机等待后续处理。该系统电路设计较简单,集成度高,成本低,避免了以往设计方法的不足,通过实验结果表明：该系统具有较好的抗干扰性和稳定性,产生的驱动信号符合CCD工作需求,可以快速、高效完成对含有边缘特征信号的采集并实现高精度测量。     

基于线阵CCD的光学转速传感器的研究

为克服传统的转速测量方法在瞬时转速测量方面存在的不足，研究了旋转体转速在空间坐标系中的关系，利用线阵CCD技术设计了一种新型光学转速传感器，建立起一种简单的速度压缩模型，解决了旋转机械瞬态性能分析中瞬态转速测量存在的缺陷。     

基于线阵CCD的小型光谱仪光度特性研究

基于线阵电荷耦合器件（CCD）的小型光谱仪具有便于携带和快速探测的优点，故特别适于现场检测应用。介绍一种自行研制的小型光栅光谱仪，它采用Czerny-Turner式光学结构，并用线阵CCD作为探测器。该光谱仪光度特性的实验检测结果证明：实验样机的光度精密度优于±0.04Abs，光度准确度为±0.04Abs（0Abs～1Abs）。实验分析了光谱仪的杂散光、光度噪声和基线平直度等指标对仪器光度准确度的影响。最后针对小型光谱仪的特点提出改善其光度特性的措施。     

线阵CCD图像处理算法研究

研究了线阵CCD在动态测量中的整体图像处理方法 ,包括杂散点剔除、图像平滑、边缘识别等方法。提出的整体图像的样条插值方法使得边缘识别精度比较高 ,实现起来较容易 ,该方法特别对复杂环境下的动态CCD图像处理有效     

基于线阵CCD的全息光栅位移自动测量系统的研制与开发

提出了一种新型的基于线阵CCD的全息光栅位移传感器 ,该系统利用线阵CCD分辨率高、像素均匀等特点 ,对干涉条纹的移动进行精确定位 ,全息光栅在测量过程中具有不受光源波长的影响、适用光谱范围宽等特点 ,实现了位移的自动精确测量。给出了系统误差分析及结果数据 ,经实验 ,系统稳定可靠 ,精度高。     

线阵CCD的调制传递函数

线阵CD作为成像器件得到了日益广泛的应用,因而研究线阵CCD的调制传递函数MTF显得非常必要和重要。本文分析线阵CCD动态MTF及静态MTF,并对其影响因素进行讨论。     

基于线阵CCD的高速光谱信息采集系统的研究

针对爆炸时刻光谱信息量大、存在时间短的特点,设计了一款基于线阵CCD高速光谱信息采集系统.系统以FPGA作为主控芯片不仅为CCD提供工作时序,同时还控制着信号调理、模数转换和光谱信息的存储与传输.最后,通过USB串行总线将采集到的光谱信息传输至上位机进行后续处理.结果表明,利用该系统可在一次爆炸过程的100ns时间内完成四个时刻爆轰温度的测量,具有较高的测量精度和速度,可实现爆轰过程中高速动态光谱信息的采集与存储,并可应用于其它瞬态信息的获取领域.     

基于双面阵CCD的动态目标振动测试研究

针对动态目标的多自由度振动测试问题,建立了基于双面阵CCD交汇测量技术的动态目标振动测试系统。通过两台相机拍摄目标靶振动图像,对所得图像进行图像处理后提取目标点像素位置信息,根据目标点像素始末位置变化解算出目标靶X、Y、Z三个维度的位移变化量。实验结果表明,测量精度约为0.1mm。测量系统具有结构紧凑、测量精度高、适用性强等特点。     

基于线阵CCD的二维码扫描识别实验

利用物理实验室常用线阵CCD实验系统对二维码进行逐行扫描,得到二维码每一行的条纹图,通过编程运用Python-pillow库解将采集到的条纹图还原为可识别的二维码。本实验可以作为大学物理实验的拓展内容。     

基于线阵CCD反狙击探测仪的研制

针对传统反狙击探测方法主动性差、定位精度低的不足,提出了一种运用"猫眼效应"原理实现激光主动探测的反狙击方法.系统采用半导体激光器作为光源,以线阵CCD作为激光回波探测器.光学系统将一定角度的接收视场和线阵CCD的2 160个像元位置相对应,探测精度可达mrad量级.CCD工作时序由FPGA产生,其程序可在线编译.结合帧减和阈值比较算法,最大程度上剔除了噪声,试验探测距离可达250 m.     

基于线阵CCD的测隙装置设计

在工业现场，传统的测量方式不能快速准确地测量微小尺寸。基于工业上小尺寸测量的需要，设计了一种可用于测量间隙的光电检测装置。用线阵CCD(Charge Coupled Device)作光电接收传感装置，单片机作主控处理器，对齿轮和高频淬火感应器之间的间隙进行在线非接触测量，取得了较好的测量效果。该方案适用于成本低但测量精度相对要求较高的场合。     

采用单线阵CCD测量工作台二维位移的研究

研究了一种采用单线阵CCD测量二维工作台位移的方法。提供给CCD一个发光面形状为直角三角形的被拍摄目标,该目标固结在二维工作台上。使被拍摄目标的像在CCD光敏线上的宽度和位置随二维工作台的位置而改变,通过用一个单线阵CCD测量出目标像的宽度和位置,就可以同时测量出二维工作台在正交的X和Y方向的位移。相对传统的二维位移测量系统来说,所提出的系统具有结构简单,测量速度快和成本低的优点。