一種數(shù)字式自動調(diào)焦方法的研究.pdf

1、自動調(diào)焦是自動化控制中的一個重要技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、軍事、和日常生活中。同時也對這一項技術(shù)提出了越來越多的要求。自動調(diào)焦系統(tǒng)要求具有更高的精度，更快的速度，更好的穩(wěn)定性，同時為了技術(shù)的推廣還要求系統(tǒng)有更低的成本。因此，仍然需要做大量的研究。本文的基礎(chǔ)是一種基于CCD視頻信號模擬濾波和單片機控制的顯微鏡自動調(diào)焦系統(tǒng)。系統(tǒng)用帶通濾波器對模擬視頻信號進行濾波，然后進行放大和積分，并以此為調(diào)焦評價標準，積分信號經(jīng)

2、A/D轉(zhuǎn)換后，由單片機判斷，控制電機實現(xiàn)自動調(diào)焦。 本文的主要內(nèi)容是對原有的系統(tǒng)進行性能的改進和功能的擴展。首先是改變了系統(tǒng)的工作方式，原來的系統(tǒng)電機每走一步采集一次數(shù)據(jù)并進行判斷。改進后的系統(tǒng)在電機連續(xù)高速轉(zhuǎn)動的同時進行連續(xù)采樣，這樣最大限度地利用了電機高速轉(zhuǎn)動的時間，大大縮短了調(diào)焦時間。其次改變了系統(tǒng)的采樣方式，采用雙單穩(wěn)態(tài)出發(fā)電路對調(diào)焦窗口進行選擇，解決了原來存在的因中斷產(chǎn)生的采樣漂移問題。同時增加了計算機串口控制功能，這

3、樣就可以使用計算機對系統(tǒng)進行控制，并使遠程操控成為可能。最后簡化了系統(tǒng)的開關(guān)電源，使得系統(tǒng)的體積大大減小。 本文的另一個主要工作就是提出并實現(xiàn)了一種數(shù)字式的調(diào)焦系統(tǒng)。該系統(tǒng)用視頻采集卡處理CCD的視頻信號，在計算機上用各種調(diào)焦判據(jù)函數(shù)對數(shù)字圖像進行處理后作為調(diào)焦依據(jù)，并用串口控制電機實現(xiàn)自動調(diào)焦。這種數(shù)字式系統(tǒng)的優(yōu)點在于：首先可以根據(jù)樣品的不同來選擇合適的判據(jù)函數(shù)，增加了系統(tǒng)的適用范圍；其次，可以任意選擇調(diào)焦窗口，適用于局部清晰