基于单线阵CCD的物体宽度检测装置

设计了利用单片线阵CCD实现了物体宽度检测装置。该系统由主控芯片、线阵CCD、电压匹配电路、信号采集、数据处理和显像构成,用FPGA驱动CCD并将输出信号进行数据处理实现了物体宽度的检测。实验结果表明:该装置能够实现对单线阵CCD的驱动,能够实现物体宽度的基本检测。     

基于线阵CCD的带钢对中纠偏检测装置设计

为了提高带钢冷轧生产对中纠偏检测装置的灵敏度与电磁兼容性,设计了一种基于线阵CCD的带钢对中纠偏检测装置的硬件和软件系统。该装置设计了红外发光LED电路,CCD驱动脉冲隔离放大电路;选用ATmega16单片机实现视频检测,编制了检测软件,并进行了实验研究。实验结果表明,该对中纠偏检测装置检测精度高,响应快,可满足带钢冷轧对中纠偏检测的要求。     

基于线阵CCD的高反射物体图像采集设计与实现

介绍了一种应用于高反射物体金属标牌的图像采集装置,详细介绍了线阵CCD驱动电路的设计以及CCD信号的处理,并给出了时序仿真图形和程序流程图,最后通过对比实验,证实了该图像采集装置优于普通采集装置。     

激光诱导等离子体光谱仪实验装置的构建

激光诱导等离子体光谱仪是一种具有实时在线、非接触、多元素同时探测等优点的分析仪器。它无需制备样品,是钢铁冶炼中在线元素快速检测的仪器之一。本文将线阵CCD放置于罗兰圆上,搭建了一台紫外波段的激光诱导等离子体光谱仪实验装置,光谱分辨率达0.1nm,覆盖的光谱波段为235～260nm,主要用于检测钢铁材料中的C元素。实验结果表明,该系统的搭建是成功的。     

模糊神经为基的物流装置运动控制系统

为提高制造系统中物流装置运动效率和轨迹柔性,研制开发了通过CCD图像实时反馈物流装置运动实际位置信息,以模糊神经网络技术构建物流装置运动控制器,该控制器采用模糊算法控制物流装置运动方向,采用神经网络对模糊控制规则的调整因子进行算法寻优.实验表明该装置运动灵活,稳态精度高,符合自动化制造车间物流运输要求.     

MEMS压力传感器性能测试系统设计

设计了一种基于51单片机的MEMS压力传感器的测试标定装置,该标定装置由3部分组成:压力容器泵体部分、测试控制电路部分、微型真空气泵部分。利用该测试装置对实验室设计制作的微压力传感器样品进行初步性能测试,并选取其中部分MEMS传感器实验样品进行系统标定。测试实验结果表明测试装置实际可行,为以后的微传感器测试工作提供了理论参考和实验依据。     

表面接触角测量装置的设计

介绍了一种用于测量表面接触角的简易装置,目的是为材料表面的润湿性实验研究过程提供一种简易专用装置和方法,替代昂贵的专用测量仪器,用于快速评估被测样品表面的接触角。装置由样品台、光学系统、三维平移台、移液器和计算机组成,对被测样品表面具有一定体积的液滴通过光学系统成像,并将CCD相机与计算机相结合,对液滴形态图像进行存储和分析,从而得到被测样品的表面接触角。对装置的结构、功能和使用方法进行了介绍。     

分体式激光扩束系统平行度测量装置的设计

为精确测量强激光发射系统中高功率激光经分体式扩束系统后光束的传输方向,设计了一种新型分体式扩束系统输出光平行度测量装置.根据高功率激光分体式扩束系统及红外激光的特点,该装置采用高分辨率红外CCD作为监测成像设备.采用轻质高刚度的优质铝合金对装置的机械结构进行了设计,切换部件搭载在高精度线性位移平台上.基于高分辨率CCD和精密线性位移平台,该装置可较好地完成动态和静态测量.测试结果表明,该平行度测量装置工作稳定、可靠,测量精度优于2.0″;装置设计合理,实用,可为扩束系统的装调及应用提供可靠依据.     

大容量生物样品快速灰化装置研制及初步验证

为满足辐射环境监测中对大量生物样品快速灰化的要求,研制了一台大容量生物样品快速灰化装置。该装置由灰化室、通排风系统和自动控制系统三部分组成,其中灰化室是关键部件。装置采用微波加热方式,微波源为输出功率达3.2kW的磁控管组。灰化室体积为18L,可一次处理公斤级的生物样品。装置采用在惰性气氛和氧气氛下分阶段炭化和灰化的灰化方式,通过调节灰化程序实现了炭化、灰化在同一装置中完成。与传统马弗炉法相比,初步验证实验表明,采用该装置的灰化技术能大大缩短灰化时间,适合于快速灰化大量生物样品。     

基于线阵CCD的钢珠分选控制系统设计

针对钢珠检测系统的现状,提出了采用两套线阵CCD对钢珠精度进行检测的方案;给出了分选系统的工作原理,对线阵CCD驱动电路和数据采集电路进行了重点设计。搭建了分选系统的实验装置;实验表明,设计的系统能够同时完成对钢珠直径和椭圆度的检测,且测量精度高、速度快、成本低廉,具有较高的实用价值和良好的市场前景。     

光电测量系统畸变的实时数字校正

根据视场角为70°的大视场光电测量系统中光学系统产生畸变的机理及径向变化的特点,设计了由11个等距激光目标点组成的畸变检测装置。对于不同的光学测量系统,按照畸变检测的三个步骤对光学系统的畸变进行检测,根据测量得到的系统畸变变化情况,拟合出实时测量时目标点在线阵CCD上成像位置的补偿方程,编写出成像位置数据采集及实时处理的补偿程序,提高了测量系统实时测量的精度。在对焦距为29.98 cm的光学系统进行实际校正测试中,结果表明,当目标物距为1 651.59 mm、物高为400.007 mm时,按照拟合的二次补偿方程进行计算补偿,可将畸变误差从校正前的-0.026 4 mm提高到校正后的-0.002 9 mm,并使系统整体检测精度从0.36%提高到0.04%。     

利用CCD拼接实现推扫式遥感相机的自动调焦

根据空间推扫式遥感相机CCD的拼接结构,提出了利用CCD重叠区域的图像指导自动调焦的方法。首先,介绍了空间推扫式遥感相机的CCD拼接结构;根据推扫式成像的特点,利用具有并行处理数据能力的现场可编程门阵列(FPGA)同时接收多个CCD重叠成像区域的图像数据,并计算图像质量评价值。然后,选取图像质量评价值最大的3个重叠区域作为表决调焦方向的依据。最后,通过实验分析说明了本方法的可行性。试验中,相机的推扫频率为10kHz时,调焦一步的时间为0.2s,表明本文的调焦方法具有较好的实时性。提出的方法为空间推扫式遥感相机的在轨自动调焦提供了可行依据。     

影像法测量透镜中心误差的研究

基于现代传感技术和数字图像处理技术,通过对透镜中心误差的分析研究,提出了一种透射式影像法测量透镜中心误差的方法,建立了基于CCD图像的实时测试系统。实验表明,透镜中心误差测量的标准偏差达到了0．0038mm,极限误差为±0．0115mm,证明该系统对于测量透镜中心误差具有很好的实用性。     

用于高速测量的CCD激光位移传感器的研究

介绍了一种用于高速测量的CCD激光位移传感器测量系统,可用于高速、实时地测量运动物体的位移或高速振动。传感器测量系统由光学系统、具有7500像元的高速线阵CCD、转换速率达40MHz的高速ADC、高速缓存FIFO、比较器筛选电路、CPLD时钟驱动电路、像元脉冲计数器和数字信号处理器DSP构成。在系统中采用自适应控制方法,通过调节激光的发射频率和输出电流强度来调节发射激光光强,从而适应各种被测对象和外界环境条件。采用特殊设计的比较器筛选电路来控制FIFO对高速AD采样数据的存储和DSP对高速FIFO中数据的读取,使 FIFO只存储CCD输出的有效像元信号,从而减轻了DSP数据处理的负担,实现对CCD传感器信号的采集与处理同时进行,以满足高速测量的需要。实验表明数据转换速率可达40M,最小采样间隔时间为0.1ms。     

面阵CCD彩色视频图像实时采集系统的设计

为了实现用面阵CCD实时采集彩色视频图像,设计了一种彩色视频图像实时采集系统。在分析SONY面阵CCD器件ICX424AQ的结构参数和彩色视频图像采集原理的基础上,实现了CCD控制时序的产生和整个采集系统的时序控制逻辑。分析了CCD器件的主要噪声来源,采用相关双采样技术滤除了视频信号中的复位噪声和1/f等低频噪声,提高了系统的信噪比。由于采用的面阵CCD芯片表面覆盖有Bayer彩色滤波阵列(CFA),因此每个像素点只有一个颜色分量。为了获得全彩图像,采用一种改进的双线性插值算法来获得每个像素点上丢失的色度信息,较好地兼顾了插值效果和硬件实现复杂程度。该设计采用CCD逐行扫描工作方式,曝光时间为0.32ms时,所有像素信号可依次读出。整个系统采用FPGA作为核心控制器件,读取的CCD信号经过插值处理,实时地通过发送芯片SiI1162以DVI格式发送到TFT-LCD屏上显示。     

大面阵CCD图像实时显示系统的设计

为解决基于CameraLink接口的相机必须使用专用采集卡和系统机才能显示的问题,设计了一种结构简单、携带方便的图像实时显示系统。该系统采用2片SDRAM对图像进行交替缓存,并在Xilinx公司的Spatan3系列现场可编程门阵列(FPGA)中完成了较为复杂的主要控制逻辑。将CameraLink输入的图像经过拼接、BIN等预处理后缓存到1片SDRAM,同时按照一定格式以25frame(50field)/s的速度读出另1片SDRAM中的图像,经ADV7300转换成模拟电视信号后送到模拟显示器显示。结果表明,在相机帧频为3.6frame/s时,该系统可以实时显示大面阵CCD数字航测相机拍摄的图像,能观察不同分辨率的图像以及原图像任何部位的细节,并能根据天气条件调整显示亮度以更好地观察图像。该系统只包含1块电路板和1个模拟显示器,已成功应用于4008×5344面阵的CCD数字航测相机中。     

光波导生化分析仪中基于CCD器件的高速数据采集系统的设计

介绍了在SPR光波导生化分析仪的研制开发过程中设计的一种基于CCD器件的高速数据采集系统。系统用线阵CCD作为光信号的探测器，用专用采集块MAX1101对CCD输出的高速视频信号进行快速采集（A/D转换），用直接存储器控制的方式实现了微机系统的实时数据采集与控制，解决了高速A/D转换与慢速CPU之间的矛盾冲突。     

基于线阵CCD带材自动对中系统的设计

为了解决钢厂带钢在切割中的跑偏问题,设计了以TMS320LF2407微处理器为控制核心及线阵CCD为边缘检测器件的自动对中系统。系统采用CPLD设计线阵CCD动态驱动电路,解决了CCD输出信号受环境影响而产生的饱和失真和背景与物体无法分开的问题,大大提高系统的抗干扰能力。系统检测精度高、运行速度快、实时性强。     

基于线阵CCD的全景成像系统设计

全景成像技术在机器人、计算机视觉和虚拟现实领域有着重要的应用。提出了一种基于线阵CCD(charge coupled device)相机360°扫描的全景图像获取方法,探讨了该系统的硬件接口和软件程序设计。采用线阵CCD相机获取图像,简化了全景图像的拼接过程;应用CameraLink接口技术进行数据传输,提高了系统的抗干扰性和实时性。     

基于线阵 CCD传感器的道路划线自动检测系统

针对目前公路划线机手工喷涂的诸多缺点,提出采用TCD1206线阵CCD图像传感器作为标线测量器件,对已知标线进行实时测量,并反馈给寻迹系统,并与检测光路及单片机P89 V51 RD2的控制下构成标线闭环检测环节,检测偏差大小和方向,完成寻迹与纠偏工作。