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

1、數(shù)字水準儀是集光學技術、電子技術、編碼技術、圖像處理技術、計算機技術于一體的新型水準測量儀器,憑借其測量速度快、精度高、操作簡便,能顯著減輕作業(yè)強度等優(yōu)點,得到了廣大用戶的認可,并具有廣闊的應用前景.數(shù)字水準儀雖然在國外已研制成功,但是國內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)字水準儀的測量原理,提出了數(shù)字水準測量系統(tǒng)的設計方案,完成了條碼標尺的編碼設計.然后以該

2、條碼標尺為對象,設計了數(shù)字水準儀數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng).在系統(tǒng)硬件設計中,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上,系統(tǒng)采用量化處理的方法對CCD模擬視頻信號進行數(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單片機為核心,Intel8253作為同步控制器,控制A/D轉換器定

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成的復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)處理的運算量;最后根據(jù)幾何光學成像原理和相關原理計算出視距和視線高.該文開發(fā)的數(shù)字水準儀數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)硬件和軟件均已通過調試,并對系統(tǒng)的誤差進行了詳細分析.