表面粗糙度測量數(shù)據(jù)采集與高斯濾波方法研究.pdf

1、表面粗糙度測量是幾何量測量領(lǐng)域一項重要內(nèi)容，直接關(guān)系到工件質(zhì)量的評定。在表面粗糙度測量中，根據(jù)傳感器形式的不同，有接觸式測量和非接觸式測量兩種形式，但不論哪一種形式，都需要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，來獲取表面輪廓數(shù)據(jù)。在獲取表面輪廓數(shù)據(jù)后，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11562，需要對表面輪廓進(jìn)行高斯濾波，來建立表面輪廓中線，分離表面粗糙度輪廓。高斯濾波器是一種應(yīng)用廣泛的時頻帶寬積最小的濾波器，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實現(xiàn)起來十分的困難，設(shè)計者大都是通過軟件來實現(xiàn)高斯

2、濾波器，這種設(shè)計方法使信號的處理速度降低，當(dāng)被處理的信息量過大時，降低了數(shù)據(jù)處理效率，在很多情況下難以接受。
　　本論文設(shè)計了一套基于FPGA的表面輪廓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中包括FPGA最小系統(tǒng)、USB接口電路、AD轉(zhuǎn)換電路和電源電路等的設(shè)計。軟件部分采用Verilog語言進(jìn)行編程，完成了AD接口模塊的設(shè)計、USB接口模塊的設(shè)計、FPGA主控程序的設(shè)計等，最后通過仿真軟件完成了整個系統(tǒng)的調(diào)試?；贔PGA硬件平臺基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了表面輪廓

3、信號處理高斯濾波。通過對高斯濾波器的逼近設(shè)計方法研究，確定了級聯(lián)移動平均濾波器的逼近方法，并設(shè)計了FIR型高斯逼近濾波器。在FPGA芯片中對濾波算法進(jìn)行了硬件實現(xiàn)和算法仿真，驗證了設(shè)計過程。
　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用模擬+數(shù)字濾波器的抗混疊濾波技術(shù)有效消除了表面信號的噪聲。通過對實際表面輪廓進(jìn)行采集，基于FPGA的硬件高斯濾波算法完成了表面輪廓中線的提取，有效地分離出了其中的表面粗糙度輪廓，為后續(xù)的表面粗糙度評定奠定了基礎(chǔ)。整套系統(tǒng)算