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CCD圖像測量
閱讀�13764�(shí)間:2011-01-19 17:27:56

  CCD圖像測量�圖像傳感�、攝像控制器、像素檢測器三�(gè)主要單元組成。光�(xué)成像裝置是光�(xué)圖像的采集部�,它將被測物體成像在CCD器件的光敏面�。攝像控制器的時(shí)基單元由晶體振蕩�通過分頻電路�(chǎn)生多種時(shí)序脈沖,�(jīng)過驅(qū)�(dòng)器為CCD器件提供電路工作條件,同�(shí)控制圖像�(shù)�(jù)的傳輸率和調(diào)整曝光時(shí)間�

流程

  初始的圖像信�(hào)�(jīng)放大、鉗位和取樣等預(yù)處理�,獲得瞬�(shí)幅度正比于各像素所接收的圖像光�(qiáng)的電平信�(hào),然后�(jìn)一步通過AGC自動(dòng)增益控制來補(bǔ)償照明條件的起伏。用做測量的圖像信號(hào)�(jīng)二值化處理后�(jìn)入像素檢測器,在這里通過像素�(jì)�(shù)確定二值化圖形脈沖的間距�,并在乘以脈沖當(dāng)量數(shù)值后得到�(shí)測的物體尺寸�

圖例

測量公式

  �1)光�(xué)成像�(guān)�

  �(shè)被測物高為Y,像高為y,則

  y=βY

  式中,�=f/(L-f),β為光學(xué)系統(tǒng)放大倍數(shù)�

 ?�?)空問變換關(guān)�

  在CCD像面�,有確定尺寸的像素按線陣排列,相�(dāng)于光電刻尺和被測像高比對(duì)。若像高占據(jù)的像�?cái)?shù)為N,則�

  y=NIo

  式中,凡為像素沿線陣方向的尺寸,凡通常�7�13μm�

原理示意

  被測�(duì)象的光信息通過光學(xué)系統(tǒng),在CCD的光敏面元上形成光學(xué)圖像,CCD器件把光敏元上的光信息轉(zhuǎn)換成與光�(qiáng)成比例的電荷�。用一定頻率的�(shí)鐘脈沖對(duì)CCD�(jìn)行驅(qū)�(dòng),在CCD輸出端得到被測對(duì)象的視頻信號(hào)。視頻信�(hào)中每一�(gè)離散電壓信號(hào)的大小對(duì)�(yīng)著該光敏元所接收的光�(qiáng)�(qiáng)弱,而信�(hào)輸出的時(shí)序則�(duì)�(yīng)CCD光敏元位置的順序。通過后續(xù)處理線路�(duì)CCD輸出的視頻信�(hào)�(jìn)行二值化或者量化處理后,將被測目標(biāo)從背景中分離出來,為�(jìn)一步的�(shù)�(jù)處理和分析做�(zhǔn)備�

  圖(a)是典型的線陣CCD測長系統(tǒng)的原理示意圖。整�(gè)測量過程包括:光�(xué)成像、圖像信�(hào)輸出、二值化處理確定圖形輪廓、測定輪廓間的像�?cái)?shù)、通過�(jì)算或?qū)�?yàn)確定脈沖�(dāng)量并按測量公式計(jì)算被測尺寸。整�(gè)系統(tǒng)的工作波形如圖(b)所��

圖例

圖例

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