基于CCD的实时成像与微小尺寸测量系统的设计

设计了一种基于CCD的实时成像与微小尺寸测量系统,该系统由CCD摄像头、视频解码芯片、FPGA、USB芯片和上位机组成.用FPGA控制视频解码芯片获取CCD摄像头采集的光学信号,通过USB传给上位机,利用多线程技术实现控制命令的发送、图像数据的接收、处理和显示,以及微小尺寸的测量.结果表明:经过多次测量实验得到系统误差不超过3μm,满足测量精度要求;通过选用不同分辨率的CCD,可以实现不同精度的微小尺寸测量.此外还对双棱镜干涉实验所形成的干涉条纹间距进行了测量,验证了系统的功能.     

一种接触式平面磨削尺寸测量系统的研制

采用接触式尺寸主动测量仪在线测量平面磨削加工尺寸存在测头往工件表面间断处下落而易产生误动作等难题。应用ＭＣＳ－９６系列单片机研制了一种新的测量系统解决了上述问题。给出了系统测量加工尺寸的原理、基本构成及工作程序框图。应用该测量系统对平面磨削加工尺寸进行在线测量，其灵敏度为０．００１ｍｍ，重复测量尺寸平均偏差不大于０．００６ｍｍ。     

面阵CCD尺寸测量的实验

用面阵CCD摄像头与图像数据采集系统测量实际物体外形尺寸是CCD应用最广泛的领域。在尺寸测量应用中存在着许多实际问题。为了将问题简化,突出主要问题,采用标准几何图形代替实际被测物,着重介绍面阵CCD在尺寸测量应用中的关键知识点。     

弹芯激光检测技术

针对弹芯的结构特点和检测要求，根据光三角测量原理、激光扫描测量原理、CCD摄像原理，光栅位移测量原理的非接触检测方法，对弹芯尺寸自动测量仪进行了总体设计，其中包括激光扫描系统、激光光三角测头系统、CCD摄像系统、光栅位移测量系统、精密机械系统、计算机控制和数据处理系统等。     

CCD一维尺寸测量信号的检测及微机数据处理

本文对CCD一维动态尺寸测量进行了研究,提出了CCD光电信号直接检测法,同时研究了应用微机处理CCD信号的可行性,并提出了一种微机数据处理方法。     

CCD小尺寸测量系统的改造设计

本文分析了测量技术的现状和CCD技术的应用,结合CCD技术对我校原有的设备进行改造,并设计出新的小尺寸测量系统,改造后的设备使用效果良好,测量范围广,易于调整。     

激光光斑及束腰光斑尺寸的测量研究

激光光斑尺寸和激光束腰光斑尺寸是标志激光器性能的重要参数，也是激光器在应用中的重要参量。用CCD作为探测传感器，可以更精确地测出激光器的光斑尺寸和束腰光斑尺寸，克服了传统测量的繁杂过程，并用计算机控制及数据处理，测量精度由原来的10μm提高到2μm，为激光器性能研究和光信息处理提供了一种新的方法。     

线阵CCD一维尺寸测量的实验

CCD（Charge Coupled Devices）是20世纪70年代发展起来的新型半导体集成光电器件，能对光照做出反应并把反应的强度转换成相应的数值。它的应用范围很广，其中尺寸测量是最常见最简单的应用，而且是非常有效的非接触检测技术，被广泛地应用于各种加工件的在线检测和高精度、高速度的检测技术领域。本文旨在帮助对CCD感兴趣的同学通过一个简单的应用实例尽快地了解和掌握CCD的基本工作原理和一维尺寸测量应用中的关键知识点。     

基于特征点图像序列的多摄像机全局标定

多摄像机的全局标定是影响视觉测量系统精度的关键。为了降低标定过程中多次坐标变换而引起的误差,本文提出了一种基于特征点图像序列的多CCD摄像机的全局标定方法,通过时间脉冲同步,在液晶显示屏靶标上显示一系列含有特征点的图像序列的同时,多个CCD进行拍摄,对用于显示的特征图像和CCD拍摄得到的图像进行处理和计算,即可对多个摄像机进行全局标定。该方法只需一次坐标变换,克服了常规方法下特征点难以被所有摄像机全部拍到的困难,用标定结果进行三角测量,最大绝对误差为0.08mm,证明了标定方法的精确性。     

基于特征点图像序列的多摄像机全局标定

多摄像机的全局标定是影响视觉测量系统精度的关键。为了降低标定过程中多次坐标变换而引起的误差,本文提出了一种基于特征点图像序列的多CCD摄像机的全局标定方法,通过时间脉冲同步,在液晶显示屏靶标上显示一系列含有特征点的图像序列的同时,多个CCD进行拍摄,对用于显示的特征图像和CCD拍摄得到的图像进行处理和计算,即可对多个摄像机进行全局标定。该方法只需一次坐标变换,克服了常规方法下特征点难以被所有摄像机全部拍到的困难,用标定结果进行三角测量,最大绝对误差为0.08mm,证明了标定方法的精确性。     

ADS40数字航空摄影测量系统本地坐标系的建立

讨论了WGS84坐标到国家坐标系、独立坐标系的转换过程,说明了在ADS40数字航空摄影测量系统中定义坐标系的方法。平面采用WGS84大地坐标（BLH）和我国的大地坐标系（BLH）建立坐标转换关系,高程采用大地水准面精化成果,解决了平面坐标的高精度转换和WGS84坐标与我国国家坐标系、独立坐标系之间高程无法高精度转换的问题。     

基于仿射变换的三维到二维转换算法

本文根据二维仿射变换公式推导了三维仿射变换公式,给出了三维坐标系中的仿射矩阵表示公式。同时提出了一种简单的三维到二维的坐标转换公式,并且使用基于C 的QT类库对这种算法进行了实现。这种算法可以应用于一些使用二维模拟三维的图形处理软件中,比如flash中的三维变换模拟和GUI编程中的三维图形变换等情况下。     

以高斯平面坐标和大地高为参数的GPS网平差

推出大地坐标对高斯平面坐标的偏导数的近似计算公式,在此基础上导出了以GPS基线向量为相关观测量,以x,y和H为平差参数的（2＋1）维平差模型,对设计矩阵中的元素（各个偏导数）进行了数值检验,并且实例证明了模型的正确性。同时表明,采用数值方法可计算复杂函数的偏导数,以满足线性化平差模型的需要。     

基于投影面由三维地心坐标系到区域性坐标系的转换

由于现有的基于重合点上两组三维坐标求解空间转换参数的模型不适用于数千平方公里的整个区域,提出了一种基于投影面直接求解由三维地心坐标系到区域性坐标系的空间转换参数的方法.该方法只需利用GPS控制点上经由水准联测所得到的正常高,在确定与既有投影面最优拟合的区域性椭球面过程中,就能解得其椭球参数和空间转换参数,而且此空间转换模型并不涉及现有的平面坐标,因此在维持现有平面坐标不变的情况下也能获得应用.     

金属壁移动对微波加热均匀性的影响

本文通过矩形波导金属壁的移动,对腔体内电磁场分布的相位进行调节,从而改善矩形波导内因电磁场分布的不均匀而引起的加热不均匀性,并且提出了基于空间坐标变换的时变媒质方法来计算移动边界问题,对于处理大型工业用微波腔体的移动边界问题具有重要意义.本文采用单模BJ-22波导加热系统为基准,分析短路面位置的调节对微波加热均匀性的影响,实验和计算表明短路面的调节可以大大提高微波加热的均匀性,且空间坐标变换理论可以准确的用于微波腔体的移动边界计算.     

CCD动态图像跟踪方法及应用

利用CCD图像采集设备,结合计算机图形编程,实现了对动态图像的扫描处理,从而获得跟踪点的运动轨迹图像．通过对CCD成像机理分析,实现了不同布置条件下由图像坐标到实际坐标的转换,并可直接获得跟踪物体的运动速度、加速度及倾斜角度等基本数据结果．该方法大大减轻了试验图像分析的工作难度及工作量。为深水网箱等动态物体的运动分析提供了高效手段．     

基于CORDIC矩阵奇异值分解的FPGA实现

在矩阵的奇异值分解(singular value decomposition,SVD)过程中,随着矩阵维数的增加,SVD的计算量呈指数型增长,从而降低了算法运行的实时性。针对这个问题,基于Hestenes-Jacobi数值计算方法,提出了一种改进的基于坐标旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDIC)的逻辑设计,该逻辑设计采用并行的全流水线设计思想,能够提高Jacobi平面旋转变换的运行速度,进而加快任意维矩阵奇异值分解的计算速度。分析了基于Hestenes-Jacobi方法的SVD的数值计算过程,介绍了CORDIC算法的基本原理,并具体说明了基于CORDIC算法的Jacobi平面旋转模块的设计,利用Verilog语言实现设计并验证,在现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)上运行该逻辑设计单元,与Matlab软件的运行结果进行对比。实验测试结果表明,该结构能够减少计算时间,适应高速数据处理的要求。     

利用VB实现青海海东城市群网络RTK坐标转换

本文根据大地坐标正算模型和似大地水准面模型,针对网络RTK观测的数据,利用Visual Basic 6.0程序语言工具编写了一个坐标转换程序,可以快速、精确地实现2000国家大地坐标系下平面坐标和正常高的计算.文中介绍了大地坐标到平面坐标的高斯投影正算和利用似大地水准面模型计算正常高的原理,分析了程序设计的主要流程,最后用实际算例对程序的转换效果进行了定性分析.     

顾桥煤矿GPS基准网坐标转换的高崩溃污染率抗差估计

为确保顾桥煤矿D级GPS平面基准网坐标系统转换后的质量,克服转换基准点中存在的位移对转换成果的影响,基于高崩溃污染率抗差估计理论,建立了坐标系统转换参数的估计模型及转换后GPS网的质量评价模型。顾桥煤矿D级GPS网转换后的成果表明,高崩溃污染率抗差估计能够实现平差系统对存在位移的转换基准点进行自动准确探测的目的,保留了GPS技术高精度的特点,为该矿区建立了可靠的测绘基准。     

弹性平面问题求特解的方法及应用

现有的文献大多是讨论齐次问题或才是非齐次问题的某些特殊情形，如何将非齐次问题转化为齐次问题，通常需要寻求问题的特解，因而讨论弹性平面问题特解的方法具有实际意义。对弹性平面问题分别用位移法和应力函数给出了求位移特解和应力特解的方法，从而可将非齐次问题转化为齐次问题来处理，并给出了若干具体特解及应用。