提高CCD空间定位精度的两种方法

以线阵CCD为例，用最小二乘法做曲线拟合和质心法提高物体位置的精确定位。设计了实现CCD光敏元精确定位的物理方法和数学模型，使坐标的定位精度达到0．3mm，并且不受CCD光敏元尺寸限制。实验和计算结果表明，两种方法对物体坐标位置的定位，具有精度高、稳定性好等特点；在定位精度上，两者具有一致性。     

532nm激光对面阵和线阵CCD损伤效应实验研究

为了研究面阵CCD和线阵CCD由结构差异所致激光损伤效应的区别,针对这两种类型CCD器件进行了机理分析和对比实验研究。分别测量出波长为532nm的激光对线阵CCD和面阵CCD图像传感器的光饱和串音阈值、所有像素串音阈值和硬损伤阈值。结果表明,面阵CCD的光饱和串音阈值和永久破坏阈值比线阵CCD低,而串音扩散到所有像素的阈值高于后者。反映出线阵CCD由于其1维结构更能抵抗激光的干扰和破坏,而面阵CCD在抵御饱和串音在像素间扩散上比线阵CCD有优势。     

基于线阵CCD的弹药除锈质量检测

弹药除锈后质量关系到弹药储运和使用安全，传统的除锈质量检测方法使用千分尺和通样圈检查，由于弹药外形不规则，检测速度低、精度低、劳动强度大、可靠性差。近年来，CCD成像在测量技术领域得到广泛运用，本文提出一种利用线阵CCD拼接技术对除锈后弹药进行非接触质量检测方法，介绍线阵CCD拼接检测弹药除锈质量的原理，并对所采用的线CCD拼接、He-Ne激光光源、双路分光系统等关键技术进行了论述。使用线阵CCD技术对弹药除锈质量进行检测，能够满足除锈弹药检测的要求，达到了高效率、高精度的效果。     

线激光辅助面阵CCD光学成像弹丸位置解算模型北大核心CSCD

针对典型光电测试系统光幕结构复杂、测量精度低的问题,本文提出一种线激光辅助面阵CCD光学成像方法测量弹丸的位置信息;通过分析弹丸穿过激光光幕在面阵CCD上的成像原理,给出弹丸成像所占面阵CCD像元位置信息与弹丸空间位置的关联函数,结合线阵列光电探测器接收弹丸过幕信号的编码点位置,构建弹丸空间位置解算模型;根据仿真分析,在1 m×1 m探测区域内x,y坐标最大误差均小于3.5 mm;通过与木板靶测试进行对比实验,验证了激光辅助面阵CCD光学成像测量弹丸位置信息的科学性和正确性。     

基于线阵CCD的二维轮廓扫描系统

吊装过程中为获取吊物具体位置信息,设计了一种基于线阵CCD的二维轮廓扫描系统。利用激光照射直线与线阵CCD投影直线相交的原理求取激光照射点二维坐标;提出了一种基于硬件的线阵CCD脉冲中心位置测量方法;采用双直线法对线阵CCD进行标定,得到其输出像素坐标与投影直线的映射关系;研究提出了一种升降速控制策略,能平稳高效地控制步进电机。用已知尺寸的圆柱形PVC管作为实验对象,系统测得其二维轮廓若干离散点坐标,通过圆周拟合的方式得到圆柱半径,平均误差为0.928 mm,系统一次扫描耗时约0.45 s;实验结果表明,系统测量精度较高,扫描速度较快,可广泛应用于物体的二维轮廓扫描。     

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。     

激光光斑中心空间定位方法的研究

介绍了一种用于工程机器人的双目立体视觉系统.该系统采用双面阵CCD,可对激光光斑中心表示的空间点进行定位.给出了系统的结构、数学建模方法及计算公式,采用灰度矩法实现激光光斑中心的精确定位.通过对不同尺寸的椭圆形、方形和三角形光斑的实际测量,系统中心定位精度达到2%,而且不受光斑形状的影响,具有良好的稳定性.     

基于CCD技术的玻璃测厚系统

针对传统厚度测量方法的弊端,研究了利用半导体激光和线阵电荷耦合元件(CCD)组成的在600 ℃高温条件下的一套非接触式、在线玻璃厚度检测系统.利用几何光学中光的反射和折射原理对玻璃进行非接触测量,选用TCD1501C线阵CCD作为图像传感器,设计了CCD视频信号处理电路.玻璃厚度测量的精度能达到0.01 mm(测量范围在2～20 mm).     

基于ARM的线阵CCD测量系统应用分析

介绍了一种基于LPC2106的线阵CCD测量系统,其中应用了ARM微处理器,系统主要包括：线阵CCD传感器、模数转换器、ARM微处理器、显示模块及控制电路等几部分．阐述了线阵CCD的光采集工作原理和驱动脉冲的产生原理,以及ARM芯片LPC2106的软硬件设计和系统其他模块的具体操作．     

基于线阵CCD的光电玻璃测厚方法研究

玻璃厚度是衡量玻璃制品质量的一项重要性能指标。为了检测平板透明玻璃的厚度,提出了利用线阵CCD传感器作为光电接收器件的玻璃测厚装置,介绍分析了以CCD传感器作为光电接收器件透射式测厚法、单激光反射式测厚法、双激光反射式测厚法3种光路结构原理、以及性能特征。     

粗调平状态数字天顶仪定位方法研究

针对传统数字天顶仪定位方法中存在仪器需精确调平,数据拟合模型参数求解不准确和定位迭代过程复杂的问题,提出一种粗调平状态数字天顶仪定位方法。严格推导了水平状态下CCD图像坐标的计算式,利用倾角仪输出值与粗调平状态下CCD图像坐标计算得到水平状态CCD图像坐标;对粗调平状态下恒星切平面坐标进行分析,分析结果表明粗调平状态下对应的切平面与水平状态下对应的切平面基本平行,粗调平状态下的切平面坐标可直接用于数据拟合模型的建立;通过抗差M估计计算数据拟合模型的参数,抑制了粗大误差对参数解影响,提高了数据拟合模型的准确性;最后,通过联立数据拟合模型方程组解算旋转轴的CCD图像坐标、剔除迭代过程中的数据拟合模型反变换以及取切平面坐标平均值的方式优化定位迭代过程,提高定位解算效率的同时保证了数字天顶仪的定位精度。实验结果表明:粗调平状态定位方法的定位精度与精调平状态的定位精度基本相同,其中粗调平定位方法的定位经度精度为0.306,纬度精度为0.292,满足数字天顶仪定位精度的要求。     

基于CCD标定的微像素精度图像定位技术

基于光电成像器件CCD的点目标定位技术被广泛运用于天文定位、侦察等民用及军用方面。传统点目标定位精度一般为亚像素级,受CCD自身成像误差限制,目标定位精度难以大幅提高。提出通过干涉条纹对CCD进行标定,从而得到CCD频域像素响应函数的精确表达式,由此重构高质量的目标入射光场图像,进而提高光电成像系统对点目标定位的精度。首先建立了干涉条纹标定CCD及目标光场图像重构的理想模型,并通过仿真验证了点目标图像重构效果以及最终点目标的定位精度。仿真结果表明,经干涉条纹标定CCD后,重构的目标光场图像质量得到大幅度的提升,接近于CCD像面前入射光场图像,通过高斯曲面拟合得到点目标形心坐标及其微位移的提取精度均达微像素级别,相比于传统的亚像素定位,定位精度得到了大幅度的提高。     

红外零位走动量测量中的相机姿态自适应补偿

为提高红外零位走动量测量精度,针对测量过程中相机姿态变化误差引起的图像定位精度不高问题,提出了一种CCD相机姿态小角度变化自适应补偿方法。通过理论分析,推导出相机姿态解算公式,建立了CCD相机姿态解算数学模型,然后基于某型红外瞄具零位走动量测量系统,分别针对三种相机姿态,对瞄具分划线在参考坐标系中的坐标进行了对比实验。结果表明,测量精度优于0.01 mil,能减小相机倾斜对红外瞄具零位走动量测量带来的误差,为提高零位走动量测量精度提供了一种相机姿态自适应补偿的新方法。     

低信噪比星象质心定位算法分析

对于星空观测CCD图像,为了对低信噪比目标星象进行天文定位,精确的提取目标星象的质心是至关重要的.首先,系统地推导了CCD星象质心定位误差产生的原因,分析得出提高星象质心定位精度的途径;然后,分别从星象插值和增强两个方面研究了提高星象质心定位精度的方法,通过仿真得出不同的插值算法和插值步长对星象质心定位的影响,并总结得出最佳的插值方法,另外,系统地分析了增强算法对质心定位精度的影响;最后,总结得出低信噪比星象质心提取的最佳方法,为星象的天文定位奠定了基础.     

基于DSP的线阵CCD数据采集系统设计

DSP系统具有高速、小型化、稳定性好、精度高和集成度高等特点.本文设计了一种基于DSP技术的线阵CCD数据采集系统,以TMS320VC5502型DSP和TLV1572型A/D转换器为例,分析了CCD输出数据和A/D转换数据的工作时序,详细介绍对线阵CCD输出视频信号的数据采集过程,并通过MAX232器件把采集结果传给PC机.该系统设计方案电路简单,可靠性好,易于实现,具有一定的通用性.     

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。     

空间多光谱CCD相机调焦精度分析

调焦精度是保证多光谱CCD相机成像质量的关键技术之一,针对星载对地观测多光谱CCD相机大视场角、宽地面覆盖的离轴三返光学系统结构特点,设计实现了一种高精度调焦系统。首先以CCD多光谱相机感应谱段中最短波长计算出相机调焦需求精度10.00 m,根据多光谱CCD相机的光学系统特点,对比常用的传统航天相机的三种调焦方式,选择CCD焦平面调焦方式;然后提出采用以步进电机为动力源驱动高精度涡轮蜗杆副、齿轮副做旋转运动,通过超精密级滚珠丝杠将旋转运动转换为直线运动,并结合直线导轨约束运动形式,以14位绝对式编码器为位置检元件组成高精度调焦系统,经计算,调焦系统的理论灵敏度为0.12 m,该调焦系统具有结构简单紧凑、调焦灵敏度高的优点;最后通过实验测试,在2.2 mm调焦行程内实际调焦精度3.62 m（3）,调焦系统随相机经过力学环境实验、热真空环境实验后的复测调焦精度为3.64 m（3）。测试结果表明:所设计的调焦系统设计合理,结构可靠,调焦精度稳定性高,满足多光谱CCD相机成像清晰对调焦精度的要求。     

用图像采集卡实现CCD摄像机信噪比测试的方法

介绍了用高精度图像采集卡实现CCD摄像机信噪比测试的方法,并对CCD摄像机视频信号噪声提取方法进行了研究,提出了基于视频帧内噪声均方根值信噪比的改进算法,采用该算法设计的测试系统经实验证明测量结果准确度高。     

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。