一种高分辨X光数字胃肠图像系统的设计与实现

X光数字胃肠诊断设备是一种重要的医学测量技术,本文设计了一种新型的X光高分辨率数字胃肠图像系统,以提高胃肠临床诊疗的质量.采用2 048×2 048×12 Bit的高分辨率CCD数字摄像机,结合临床需求,研究开发了高速数字采集传输卡、成像光学通道及X光设备控制接口相关的硬件及软件.实验表明X光数字胃肠图像系统的分辨率达到了2.8 lp/mm.高分辨率的X光数字胃肠图像系统,可以获得更清晰的胃肠微细结构.     

纳米磁微粒的激光散斑位移测量系统

为了实现对磁流体的运动形态及磁微粒聚集离散位移量的测量,设计了一种纳米磁微粒的激光散斑位移测量系统。采用激光器、CCD器件、差分放大器、高速A/D转换器及FPGA芯片等器件,完成了散斑信号高速采集系统,单通道信号采集速度达到3 Msps,8通道并行处理,实现了毫秒级图像采集要求;实现了USB2.0高速通信接口,使数据传输速率达到30 MB/s,完成了激光散斑信号的高速实时数据传输;设计了本系统硬件设备的驱动程序以及数据实时处理的Win32应用程序,完成了散斑信号的数据处理,测量分辨力达到纳米尺度。所实现的纳米磁微粒的激光散斑位移测量系统达到了纳米磁流体表征检测对分辨力和系统响应时间的要求。     

基于FPGA的线阵CCD高速非接触检测系统的研究

本文旨在设计一个基于FPGA的线阵CCD高速非接触在线检测系统。通过选用线阵CCD器件作为感光传感器来采集光信号;采用FPGA来产生并控制系统时序,包括CCD的驱动时序、模数转换时序及ADSP采集数据同步时序;结合DSP高速图像处理性能,采用高效的浮动阈值二值化算法对采集到的数字图像信号进行处理;通过对光学系统的定标最终给出了实验待测圆柱体的直径。实验结果表明,该系统相对传统的测量系统具有高速的优点。     

位移振动过程的高速测量技术

本文采用CCD器件和高速数据采集电路实现了位移振动过程的实时测量系统。通过实验证明该系统性能稳定、成本低、使用方便     

一种新型激光经纬仪自动跟踪引导方法

针对经纬仪在测量过程中需要人眼瞄准读数,不能自动跟踪并测量运动目标的问题,提出一种新型经纬仪自动跟踪引导方法。该方法采用高分辨率相机,捕获运动目标;采用基于卡尔曼滤波原理的跟踪程序预测目标运动航迹,驱动二维云台承载相机沿水平或俯仰方向旋转,从而实现相机视准轴对目标航迹的跟踪;再基于D-H模型构造相机坐标系和经纬仪坐标系之间的引导矩阵,从而引导经纬仪的望远镜指向相机视场范围,完成对目标的跟踪和测量过程。实验结果表明,该跟踪引导方法效率高,实用性强,在实现了经纬仪自动测量的同时,保证了测量的精度。     

高精度数字信号中和器的设计与实现

本文介绍了一种基于超高速数据采集技术的高精度时间间隔测量系统的设计。基于对高精度时间测量应用背景下,时间-数字转换器（Ti me-to-digital Converter,TDC）与数字信号中和器（Digital Signal Averager）优缺点的对比,本文并提出了一种高精度数字信号中和器的设计方案。完成了前端信号调理、超高速数据采集、高速时钟产生、FPGA硬件算法设计、USB2.0接口等模块设计。测试结果表明本系统最小时间分辨率334ps,测量范围0～20us,可广泛应用于高精度时间间隔测量领域。     

基于线阵CCD导航和双DSP的AGV装置研究

自动导向车（Automated Guided Vehicle,简称AGV）能在具有一定地形特征的环境中顺利到达期望目的地或沿期望路径行驶。论文以两轮驱动的AGV为控制对象,采用高精度线阵CCD摄像头、高速DSP和超声波声纳构成AGV的视觉导航系统和避障系统。论文着重阐述了AGV避障方法、视觉传感器CCD的路径测量原理、AGV运动控制系统以及双DSP通讯方式,给出了基于数据融合的AGV模糊控制器设计,在MATLAB中通过模糊工具箱的规则观察器得到AGV轨迹跟踪的模糊控制表和路障躲避的模糊控制表,以及命令融合模糊控制表,最后给出了试验波形。     

基于CPLD的线阵CCD图像采集系统

介绍了一种基于CPLD的图像采集系统,详细论述了线阵CCD的驱动方法、图像信号的处理与传输,并给出了测试结果。此系统很好地完成了高速运动状态下的图像采集工作。     

一种低成本的窄脉冲自动测量分析法

本文介绍了一种低成本高可靠性的脉冲波形数据采集方法即CCD高速数据采集法,并和微机一起组成了脉冲波形的自动采集测量分析系统.     

基于相机标定的交汇测量系统精度分析

针对低空运动目标的定位问题，提出一种基于标定的数字图像交汇测量方法。首先利用光轴夹角在一定范围的两台数码相机同时获取目标的立体图像，然后利用软件系统实现目标位置参数的解算。该系统不要求两个CCD像机的光轴互相垂直，因此具有较高的实用价值。重点对该交汇测量系统的精度进行了分析，指出相机和标杆的布阵方式以及镜头畸变是影响系统性能的主要因素，并给出了改善的方法。     

多路高精度遥感CCD测温系统的研究与实现

提出了一种遥感相机CCD高精度测温系统.研究设计实现的CCD器件测温系统小巧灵活,使用少量的集成器件,且器件封装体积小、功耗低,可以代替现有单独的测温设备,灵活地嵌入CCD成像电路中,解决了多片CCD同时测温及CCD测温电路主备交叉潜通路问题,克服了CCD器件测温电阻动态范围小的缺点.测试结果表明,该测温系统能灵活嵌入成像电路中,有效解决了上述问题,测温误差控制在5％以内,为遥感相机CCD稳定工作提供了技术支持,为后续图像校正提供数据参考.     

基于线阵CCD的液位测量系统设计

在化学试剂定容测量领域,试剂的液位高度是重要的被测参数之一.传统的液位测量方法存在测量精度不高、测量数值不连续、难以实现非接触测量等缺陷.通过研究透明化学试剂液位的在线检测方法,设计了一种高精度非接触式的光电液位检测系统,以FPGA为主控制器,驱动线阵CCD进行液位传感,接收经过平行光束透射的光信号,在驱动时序的作用下进行自扫描转换成便于处理的一维图像信号,送PC机中进行处理,对实际液位和图像边缘像素点之间的关系进行分析,实现了液位高度的测量.经实验验证,本系统绝对精度达到10 μm,测量分辨率优于2μm.     

舰炮武器海上落点测量方法研究

海上落点测量是舰炮武器精度试验亟待解决的问题。在舰炮武器试验中,通过采用双CCD交汇测量的方法,建立了舰炮武器弹丸海上落点测量模型,并从视场选择、测量目标、CCD像素选择与固定、基本参数标定和数据传输等多个方面对海上落点测量方案进行了初步设计,该方法可用于中大口径舰炮武器的试验中对射击进行校正,提高武器的射击精度。     

舰炮武器海上落点测量方法研究

海上落点测量是舰炮武器精度试验亟待解决的问题。在舰炮武器试验中,通过采用双CCD交汇测量的方法,建立了舰炮武器弹丸海上落点测量模型,并从视场选择、测量目标、CCD像素选择与固定、基本参数标定和数据传输等多个方面对海上落点测量方案进行了初步设计,该方法可用于中大口径舰炮武器的试验中对射击进行校正,提高武器的射击精度。     

基于USB总线的线阵CCD数据采集系统

文中介绍线阵CCD的USB总线数据采集系统的设计和实现。该系统利用CPLD设计线阵CCD的A/D和二值化数据采集电路,利用专用USB接口芯片CY7C68013设计数据采集计算机接口电路,实现了对线阵CCD输出信号的数据采集和快速处理。该数据采集系统可广泛应用于线阵CCD检测领域。     

一种新的视觉检测系统自标定方法

随着测量仪器智能化、自动化要求的日益提高,视觉检测系统自动标定、甚至自标定成为一种必然趋势。以往的视觉标定技术或者需要外部实体高精度靶标介入,或者采用多图像标定（依靠多图像和相机姿态的关联）,需要人手工介入,过程繁琐,效率低,精度有限。本文提出了一种可用于三维视觉测量系统的自标定解决方法,在检测系统中内置一个高精度标准件,通过引入一条光路来进行标定,使标定可以做到实时、自动、快速,克服了以往标定方法的弊端。经过理论分析和多项实验,效果良好。     

便携式军用镍镉电池智能检测与充电装置设计与实现

无人机载航电设备、野外通信电台等主要使用24V-1.2 V/Cell,1200 mAh,镍镉(Ni-Cd)电池组。在分析Ni-Cd电池充电特性、温度特性基础上,提出一种电池剩余容量等级分级策略、脉冲充电方法和快速超快速充电满充判断方法,并设计实现了便携式军用Ni-Cd电池智能检测与充电装置。测试实验表明本装置算法完善,性能可靠,有效避免了由于快速充电过程中产生的压力和温度升高对电池的负面影响,体积小重量轻便于野外作业。     

一种电能表可信生产贴片环节采集验证方法和系统

针对当前电能表电路板中元器件贴片异常现象,基于新型的计算机视觉技术、图像采集技术、识别技术、自动化控制技术,设计出了新型的电能表可信生产贴片环节采集验证方法和系统,对智能电能表PCB贴片信息进行采集、检测和异常判断。该研究将双六轴联动控制系统融入系统设计中,在空间范围内实现不同位置的电能表三维运动,利用CCD相机进行上下运动,在平面、侧面、三维等多角度扫描PCB贴片信息,对光源系统进行RGB三基色谐调智能调节,调整彩色CCD相机参数信息和运动控制系统定位信息,从而获取二元或者灰度水平光学成像图像,并利用标准模板库与电子元器件进行比对,通过大数据算法查询目标数据库,实现PCB贴片信息的判断。实验表明,所述研究的算法检测时间缩短了50%以上,正确率达到95%以上,大大提高了生产效率。     

SMT模板检测系统及误差校正方法

为了实现表面贴片技术(SMT)模板的高精度自动光学检测,提出了一种检测系统及对应的误差校正方法,提高了系统的检测精度;该方法首先由激光跟踪仪测量CCD相机的位置误差,之后采用移动最小二乘法拟合误差曲面,从而可对CCD相机的任意位置进行校正误差,并与样条插值法进行对比证明了本方法的优点;而系统在检测前需对SMT模板进行定位,每次的定位误差均不同,该误差由SMT模板的Mark点得出,并根据所求得的误差值经过齐次坐标变换从而校正SMT模板的定位误差;经实验验证系统在经过误差校正后对SMT模板上通孔的测量误差在0.032 mm以内,满足SMT模板的检测要求;故该系统可快速、精确、非接触地检测SMT模板,可有效提高PCB板的质量。     

头盔瞄准显示系统运动位姿的预测方法

针对受面阵CCD相机的帧频限制而对头盔瞄准显示系统定位速度慢的问题,提出了一种基于Unscented Kalman滤波的头盔运动位姿固定超前预测方法。分析了飞行员头部的运动特点,建立了描述头盔运动位姿固定超前预测的状态空间模型,并对头盔的三维运动位姿进行固定超前预测和估计,在保证位姿测量精度的前提下,间接提高定位系统对头盔的位姿测量速度。实验结果表明,该方法在保证对头盔瞄准显示系统定位精度的前提下,可以有效地将其定位速度提高一倍。