數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、數(shù)字水準(zhǔn)儀是集光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)、編碼技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)于一體的新型水準(zhǔn)測量儀器,憑借其測量速度快、精度高、操作簡便,能顯著減輕作業(yè)強(qiáng)度等優(yōu)點,得到了廣大用戶的認(rèn)可,并具有廣闊的應(yīng)用前景.數(shù)字水準(zhǔn)儀雖然在國外已研制成功,但是國內(nèi)這方面的研究仍處于試驗探索階段,因此開發(fā)國產(chǎn)化的數(shù)字水準(zhǔn)儀是一個急待解決而又具有實際意義的課題.該文首先研究了數(shù)字水準(zhǔn)儀的測量原理,提出了數(shù)字水準(zhǔn)測量系統(tǒng)的設(shè)計方案,完成了條碼標(biāo)尺的編碼設(shè)計.然后以該

2、條碼標(biāo)尺為對象,設(shè)計了數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng).在系統(tǒng)硬件設(shè)計中,采用2160像元的TCD1206SUP型線陣CCD(電荷耦合器件)作為條碼探測器,并結(jié)合系統(tǒng)檢測對象的特點,在深入分析CCD視頻信號處理方法的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)采用量化處理的方法對CCD模擬視頻信號進(jìn)行數(shù)字化.著重研究了線陣CCD輸出信號的數(shù)據(jù)采集方法,設(shè)計了一種非實時的數(shù)據(jù)采集電路.該采集電路是以89C51單片機(jī)為核心,Intel8253作為同步控制器,控制A/D轉(zhuǎn)換器定

3、時采樣,完成了對CCD輸出信號的數(shù)據(jù)采集.在數(shù)據(jù)處理算法中,通過分析CCD輸出信號的采集數(shù)據(jù)和波形,有針對性地設(shè)計了數(shù)據(jù)處理算法.該算法首先采用均值濾波和中值濾波構(gòu)成的復(fù)合式濾波算法抑制噪聲干擾,提高信噪比;其次采用基于指數(shù)基的快速邊緣檢測算子提取條碼邊界點,該算子大大降低了數(shù)據(jù)處理的運(yùn)算量;最后根據(jù)幾何光學(xué)成像原理和相關(guān)原理計算出視距和視線高.該文開發(fā)的數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)硬件和軟件均已通過調(diào)試,并對系統(tǒng)的誤差進(jìn)行了詳細(xì)分析.