一种基于Radon变换的精密工作台微位移和转动测量方法

针对精密工作台微位移和转动测量问题,提出一种基于平面正交光栅图像Radon变换的精密工作台位移测量方法.构建了由平面正交光栅和显微摄像系统组成的测量实验台,在不同实验条件下识别了平面正交光栅的栅线间距和角度,进行了工作台运动测量实验.实验结果证明,Radon变换对噪声不敏感,能很容易地识别出不同条件下平面正交光栅的倾角和位置,可精确地测量工作台位移,测量误差小于1μm通过对现有系统测量分辨率的分析,提出了取消相机镜头和适配镜、以CCD感光面直接接收放大的光栅图像来进一步提高测量系统分辨率的方案.     

光栅测长系统的研究

光栅是由等节距的刻线均匀排列的光电器件。按工作原理,有物理光栅和计量光栅,后者主要利用光栅的莫尔条纹现象,广泛应用于位移的精密测量与控制中。计量光栅按对光的作用,可分为透射光栅和反射光栅;按光栅的表面结构又可分为幅值（黑白）光栅和相位（闪耀）光栅;按用途可分为长光栅（测量线位移）和圆光栅（测量角位移）。本文主要讨论长度测量的黑白透射式计量光栅系统。     

采用DLP的PMP系统中的莫尔效应及其对位相测量的影响

在采用数字光处理器(DLP)作为光栅投影系统的位相测量轮廓术(PMP)中，研究了莫尔效应产生的原理及其对位相测量结果的影响，DLP投射的光栅信号可视为对正弦模拟信号的抽样，CCD采集到的光栅信号又是对DLP投影信号的抽样，当DLP的核心部件DMD芯片和CCD图象传感器的空间频率满足一定条件时，CCD采集的图样将因为两次抽样过程产生莫尔条纹，通过对这两次抽样过程的分析，得到了莫尔条纹产生的条件和光强表达式，找出了N位相算法中莫尔条纹引起的位相误差规律，给出了数字模拟实验结果。     

基于ARM的线阵CCD测距系统设计

CCD(电荷耦合器件)是一种高性能的半导体光电器件,近年来在摄像、工业检测等科技领域里得到了广泛的应用。将CCD测量系统应用于几何量测量中,可以满足高精度测量、在线动态检测和非接触测量等工程实际要求。主要研究内容是采用双目视差原理来测距,重点在于线阵CCD数据采集及处理系统的软硬件设计。首先在详细分析了线阵CCD的工作原理的基础上采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)设计了线阵CCD积分时间和主频同时可调的驱动时序脉冲电路;最后设计了ARM7TDMI微控制器LPC2214为中心的信号处理系统硬件电路。     

回转曲面面积图像检测光学系统的误差分析

论述了影响回转曲面面积图像检测系统的误差源，从照明系统、CCD摄像系统及摄像系统的标定分析了光学系统对测量误差的作用，在此基础上就光学系统硬件和图像处理算法两方面提出了改进和提高系统测量精度的措施。     

基于CMOS图像光栅传感器的位移测量系统的实现

目前在科技研究、工业生产等各行业中,对于位移的高精度测量都是不可或缺的。利用光栅传感器完成测量是目前的主要方法。光栅传感器利用光电转换的原理将位移转换为电信号,该信号经过整形、细分后输出给后级电路完成对信号的处理,最后得到位移大小方向。本文在分析光栅传感器工作原理的基础上,提出借助CMOS图像传感器代替传统的硅光电池检测莫尔条纹,完成信号的细分,实现对位移的高精度测量。文中介绍了整体电路的设计和单片机系统的硬件及软件流程。     

无需等高共轴调节且快速测量凸透镜焦距

提出了一种基于夫朗和费衍射测量凸透镜焦距的方法。一束平行光垂直入射光栅,从光栅出射的衍射光经待测凸透镜后照射CCD。CCD沿轨道平移,同时计算机记录正负一级衍射条纹最细时CCD在轨道上的位置及条纹在CCD上的位置,然后计算机分别计算出这两个位置和这两条纹的间距,最后计算机根据夫朗和费衍射公式计算给出待测透镜的焦距。这种测量方法无需调节待测凸透镜与测量系统等高共轴,也无需测量物距、像距等,而且快速、准确、不受景深影响。     

基于线阵CCD的带材边缘检测系统研究

介绍了基于线阵CCD带材边缘检测系统的软硬件构成、工作原理、结构特点及设计方案,该方案用平行光投射系统来照明,采用可编程逻辑器件CPLD驱动CCD工作并对测量结果进行处理,有效地简化了硬件结构。介绍了一种CCD输出信号的处理电路及其二值化原理,并给出了系统硬件、软件设计方案。并通过实验得到测量结果,实验证明了本系统的可行性和实用性。     

CCD摄像板响应特性及其校正研究

简要分析了CCD摄像板响应特性,并推导出CCD摄像板非线性响应特性函数.利用自制的CCD摄像板响应特性测量系统和自编的图像数据处理程序,获得多个在不同光照强度下的CCD像元输出信号值,进而绘制出CCD摄像板实际响应特性曲线.对响应特性曲线的近似线性区进行曲线拟合,获得响应特性校正曲线及像素校正值.从而实现了用软件法测量CCD摄像板的响应特性和校正CCD摄像板的输出值.     

WGD-8A型多功能光栅光谱仪与分辨本领分析

以CCD为探测器,着重讨论和分析了测量系统中光谱仪的狭缝宽度、光栅参数和CCD像素尺寸对系统分辨本领的影响。通过测量低压汞灯的特征光谱,分析不同狭缝宽度对光谱分辨本领的影响。得到以下结论：测量系统分辨本领由狭缝、光栅和CCD三者中分辨本领最低的环节确定;系统的最高分辨本领由光栅或CCD像素尺度决定;系统达到最高分辨本领时可能存在一个最小狭缝宽度。     

高精度线径动态检测仪的研制

本文提出了一个由氦氖激光器、光学系统、CCD和微机组成的高精度线径动态检测系统。该系统采用激光作为照明光源和CCD高速扫描,通过微机进行测量误差动态修正,具有精度高、成本低、可靠性好、对光学系统要求低等优点。     

应用全息光栅拍频的精密测量仪

全息光栅拍频精密测量仪是集稳频激光器、全息光栅、光拍频技术与计算机技术于一体的一种新型精密测量仪器。它具有双频激光干涉测量和光栅测量的优点，本文阐述了该仪器的工作原理、主要结构及误差分析，并给出了测试对比结果。     

基于CCD的公路照明测量系统

分析了CCD测量对比度的原理及特点,研究了公路照明质量评价指标,提出了以调整对比度作为评价指标的照明质量评价方法,设计了基于CCD的公路照明测量系统,并成功予以实施。研究结果表明:新设计的测量方法有效地提高了公路照明质量测试的精度与效率,减少了测量误差;与传统方法相比,测量精度提高约20%,测试效率提高3倍以上。     

激光制导炸弹导引头的光电建模

激光制导炸弹导引头能否正确提取激光光斑信号是激光制导炸弹正常工作的关键，它与激光指示器对目标的照射能力、激光在大气中的传输以及导引头相对激光光斑的位置等条件密切相关。根据激光制导炸弹导引头的结构和工作原理建立了激光导引头探测激光光斑的数学模型，并通过仿真得到了激光光斑在炸弹典型投放条件下的变化规律。     

基于折射补偿的水下结构光三维测量系统

针对结构光技术在水下三维测量中的应用,提出了一种基于折射补偿的水下结构光三维测量方法。考虑到水下三维测量时,由于光线在不同介质交界处发生折射,采用平面网格靶标对系统进行陆上标定的结果不能直接应用,必须进行折射补偿,补偿被测物体在CCD摄像机靶面上成像点的像素坐标,按所建立的水下三维测量模型进行测量。通过实验证明,本文的折射补偿方法有效地克服了折射对水下三维测量的影响,实现了水下结构光高精度三维测量。     

非正交系坐标测量系统

为在有限的空间内实现具有特殊要求的球壳类工件的自动非接触测量，将机器人技术与激光非接触测量技术相结合，研制了一种新型的非接触式非正交系坐标测量系统。该系统以串联机械手作为测量主体，采用激光位移传感器和CCD摄像头进行非接触测量，可实现球壳类及回转类工件的几何尺寸和表面缺陷的非接触高精度测量。实验数据表明该测量系统已经达到较高的测量精度。     

应用激光引发热栅方法测量液体热扩散系数的研究

综述了流体工质导热系数及热扩散的各种测量技术,阐明了应用激光引发热栅方法测量液体热扩散系数的理论、实验装置和实验技术,给出了应用该方法测量液体以及液体混合物热徼扩散系数的一些典型结果,并与文献数据进行了比较。     

弯管非接触测量研究

在接触式弯管测量机的基础上,采用激光ＣＣＤ对测量叉进行改进,实现弯管的非接触测量．研究了弯管非接触测量的原理．通过移动测量叉沿弯管连续扫描测量获得的大量数据,采用最佳拟合线来确定弯管轴线的空间方位,提高了测量精度．     

光栅法激光测速的研究

本文报告了关于光栅法激光测速的初步研究结果。文中阐述了利用透射光栅提取速度信息的原理,分析了差分型光栅测速光路系统的信号频谱,介绍了所使用的实验系统及信号处理方法,比较了光栅测速法与激光多普勒测速法的异同,给出了实验的结果。通过实验,成功地验证了透射光栅测速原理,证实了光栅法激光测速的优点及技术可行性。这种测速方法值得重视,应进行深入研究并使之仪器化。