高精度實時激光三角測距系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、激光三角測距具有快速、非接觸、高精度等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在的檢測系統(tǒng)。但隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對微位移檢測的要求越來越高，高速、高精度、大量程、小型化和智能化成為三角測距的發(fā)展方向。本論文針對三角測距儀普遍存在的測距精度低和速度慢等缺點，重點研究了CCD亞像素定位細分算法及其硬件實現(xiàn)，成功設(shè)計并研制了一套基于線陣CCD的高速高精度實時激光三角測距系統(tǒng)。 首先，廣泛地調(diào)研了國內(nèi)外激光三角測距的研究現(xiàn)狀，分析了三角測距的原理和線陣C

2、CD的特性。 其次，介紹了幾種常用的充分利用光斑附近眾多信息的線陣CCD亞像素細分算法，并通過對采集的光斑圖像進行離線分析和處理，對這些算法做了深入地分析、比較和改進，最終找到了一種精度較高又便于硬件實現(xiàn)的相對最優(yōu)算法——倍頻插值的灰度質(zhì)心算法，顯著地提高了系統(tǒng)的定位精度和穩(wěn)定性。 再次，詳細地介紹了三角測距系統(tǒng)的硬件平臺的軟硬件設(shè)計和亞像素算法的硬件實現(xiàn)，主要是利用FPGA內(nèi)豐富的邏輯資源和ARM的快速數(shù)據(jù)處理能力，從