质心算法检测图像式光电编码器偏心误差

为了研究偏心误差对图像式光电编码器精度的影响,借助数字图像处理技术对编码器的码盘偏心误差进行检测.首先采用改进的图像灰度质心检测算法,得到偏心误差最大区域和最小区域的码道;然后分别在2个区域对基准线位置偏差进行曲线拟合,以此求得偏心误差的大小.实验结果表明,由显微镜观测法证实偏心约为0.020 mm的码盘偏心误差,采用图像质心检测算法对码盘偏心误差的检测精度约为3.31个像素(约为19.86μm).采用该方法可在图像式光电编码器的使用过程中随时对其偏心误差进行检测,为研究偏心误差补偿方法提供数据依据.     

高精度光电编码器动态细分误差测量系统

首先介绍了光电编码器动态细分误差测量算法、测量系统的组成及功能;重点叙述了数据分析处理系统的主要功能及算法;最后通过仿真及实验,得出该动态细分误差测量方法及测量结果有效,具有工程应用价值。     

一种液晶显示器低温显示控制系统的设计

针对液晶显示器在温度低于-20℃时无法工作这一问题,设计了一种液晶显示器的低温显示控制电路系统,该系统由温度传感器、加热器和单片机等组成。单片机通过温度传感器实时监测液晶显示器周围的环境温度,当温度低于-10℃时,单片机控制加热器加热,以确保液晶显示器正常显示。试验证明:该系统简单实用,可以使液晶显示器在-40~55℃温度范围内正常工作,无滞后现象。     

模拟频域滤波重构直方图均衡的图像增强方法

针对传统图像增强方法的不足,提出一种基于模拟频域滤波重构直方图均衡的图像增强方法.将频率域滤波的思想引入空间域直方图运算当中,在模拟频率直方图统计中进行频率信息的统计,利用这些频率信息建立模拟频率域坐标,进行模拟频域滤波,对滤波处理后的直方图进行均衡化处理.实验表明:与传统方法相比,该算法优化了灰度级的动态分布范围,能得到更清晰的增强效果,且在图像中没有视觉明显的噪声放大.     

高分辨力面阵图像式光电编码器的测角技术

为实现面阵图像式光电编码器的小型化及高分辨力,研究了面阵图像式光电编码器的码盘编码和基于图像处理技术的精码细分算法.首先根据光电编码器的性能指标要求设计相应的码盘尺寸;然后通过图像传感器采集随轴系转动的码盘图样;微处理器接收图像数据,通过图形识别算法得到粗码角度,并采用改进的基准线质心算法,计算亚像素级的精码角度信息.最后由粗码和精码组成光电编码器测角数据.实验结果表明,设计码盘直径为φ45 mm的面阵图像式光电编码器,在不配备光学镜头的前提下,采用研究的精码细分技术,可实现4 096份细分,测角分辨力达到5″,角度误差峰峰值为61″.该面阵图像式光电编码器和精码细分技术可以提高编码器的分辨力,缩小编码器体积,减轻重量.适用于航空航天领域对小型化光电编码器的需求.     

莫尔条纹信号的数字锁相倍频系统

为实现对莫尔条纹信号的高倍动态细分,提出了莫尔条纹信号数字锁相倍频的细分方法,并设计了基于CPLD芯片的数字锁相倍频系统.该系统将莫尔条纹原始信号处理成方波信号,采用全数字倍频系统对其进行锁相倍频.首先利用鉴频/鉴相器对编码器信号进行鉴别,得到倍频控制字和相位差;然后将倍频控制字送入数控振荡器,实现对原始信号的高倍倍频,同时保证了新生倍频信号与原始信号的相位同步;最后将数控振荡器输出的倍频信号经过N分频,反馈回鉴频/鉴相器,并利用相位差进行相位调整.经过实验证明,系统成功实现了对编码器信号的32768倍的细分.倍频电路全部在CPLD芯片中编程实现,其动态特性好,提高了对编码器信号的跟随速度,避免了机械上对精码码道的刻画、电子学上对精粗码校正及A/D转换中量化等的误差;并且克服了传统模拟倍频方法的响应时间较长、易受温度和电网电压波动影响、存在直流零点漂移及部件饱和等缺欠.     

角加速度作用下编码器细分误差分析方法的研究

分析了编码器细分误差产生的原因,建立了角加速度作用下编码器光电信号模型,通过计算机模拟仿真,提出了加速度作用下编码器光电信号参数特征的提取方法及其适用条件.     

24位绝对式光电编码器数据采集系统

介绍了一种24位绝对式光电轴角编码器的数据采集系统.该编码器的原始信号经差分放大后一共有24路输出信号,采用三片A/D转换芯片MAX1316对编码器信号进行采集,信号采集的控制芯片采用TI公司型号为TMS320F2812的DSP处理器.DSP可以实时地处理编码器的信号,将电信号转换为编码器的位置信息,也可以通过USB接口将编码器的光电信号数据传送给计算机,以便对编码器的性能参数进行更为详细的分析.     

音圈电机驱动的航空相机像面扫描系统

航空相机执行机构的核心是像面扫描系统,要求高扫描精度、高扫描频率、体积小、结构简单,否则成像模糊、成像帧频低。国内外低精度的扫描机构采用旋转电机外加凸轮、齿轮、涡轮蜗杆等机械传动机构将旋转运动变为直线扫描运动,搭建的像面扫描系统体积大、结构复杂、智能化程度低与未来相机的发展趋势不吻合。设计的新型高频高速像面扫描结构,直线往复扫描运动执行机构选用音圈电机,像面扫描方式为矩形扫描方式。为满足指标要求,采用音圈电机持续力控制和滞后超前控制相结合的控制策略。实验表明,线速度103 mm/s,线性行程0.2 mm 时,实现了扫描频率15 Hz,稳速精度0.2%,满足了工程要求。     

图像法自动调焦原理及系统实现

介绍了基于图像处理方法的自动调焦系统的组成、工作原理、硬件电路设计与软件设计。该系统的核心是图像处理部分和控制部分。给出了聚焦量计算的三个导出公式,提高了硬件的运算速度。详细分析了自动调焦的控制过程,并提出了渐变步长的思想,提高了系统的控制精度。实验结果表明,在较宽范围的环境条件下,该系统具有良好的调焦效果。