本文關(guān)鍵詞：基于CMOS激光三角法測距系統(tǒng)的研究

  更多相關(guān)文章： 三角法激光測距 OK6410 OV9650 最小二乘擬合圓算法 OpenCV

【摘要】：激光測距技術(shù)相對于傳統(tǒng)的手工測距,有非常大的優(yōu)勢：激光測距的非接觸測量方式,避免了因測量工具的擠壓、摩擦而造成測量面的形變,也為高溫、輻射等極端環(huán)境下的測量提供了切實可行的實現(xiàn)方法。本論文首先對比了常見激光測距系統(tǒng)的測量環(huán)境,針對工業(yè)制造中對尺寸、距離、厚度等的測量,選擇從三角法激光測距系統(tǒng)入手,深入研究激光測距方法,因為三角法測距具有結(jié)構(gòu)簡單、計算快捷、精度高等優(yōu)點,所以更容易被推廣。三角法測距系統(tǒng)中根據(jù)入射角的不同有兩個分支：直射法和斜射法,本論文針對每個分支進行了詳細的光路分析,并推導(dǎo)出兩個分支各自的距離求解方程。根據(jù)像素位移與物理位移的關(guān)系,本論文針對常用的中心定位算法分別作了詳細的描述,并對每個算法的中心坐標定位方程給予了詳細的推導(dǎo)。根據(jù)各算法的特點,本課題選用最小二乘擬合圓算法實現(xiàn)光斑中心的定位。本論文選擇使用OK6410開發(fā)板作為測距系統(tǒng)的實現(xiàn)平臺,選用半導(dǎo)體激光器作為測距系統(tǒng)的發(fā)射模塊,選用基于CMOS的OV9650作為本課題的接收模塊。針對測量程序的運行環(huán)境,對Linux系統(tǒng)進行了平臺移植,并將程序運行時依賴的OpenCV庫移植到該Linux系統(tǒng)中。搭建好本課題的整體框架后,本論文詳細描述了通過V4L2驅(qū)動接口存儲接收模塊內(nèi)數(shù)據(jù)的流程,然后使用Matlab仿真工具實現(xiàn)了最小二乘擬合圓算法的流程,為測量算法的編寫提供了思路,并最終使用C++編寫出該算法的實現(xiàn)程序。經(jīng)過對本課題中軟硬件模塊的整合調(diào)試,以及光路的鋪設(shè),本論文對測距系統(tǒng)的測量結(jié)果進行了采集及詳細的分析,評估了造成測量誤差的一些因素,并對改善測量精度的方法提出了見解。最終對本課題的完成過程做了總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】：三角法激光測距 OK6410 OV9650 最小二乘擬合圓算法 OpenCV
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN249
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題的背景及意義9
• 1.2 激光測距的國內(nèi)外發(fā)展概況9-10
• 1.3 激光測距的分類10-15
• 1.3.1 脈沖法測距原理10-11
• 1.3.2 相位法測距原理11-12
• 1.3.3 干涉法測距原理12-14
• 1.3.4 三角法測距原理14-15
• 1.4 論文內(nèi)容安排和主要工作15-17
• 2 激光測距原理與激光中心定位算法17-25
• 2.1 激光測距基本原理17-20
• 2.1.1 直射式測距系統(tǒng)17-18
• 2.1.2 斜射式測距系統(tǒng)18-19
• 2.1.3 兩種光路系統(tǒng)的區(qū)別19-20
• 2.2 激光中心定位算法20-24
• 2.2.1 重心法20
• 2.2.2 Hough變換法20-21
• 2.2.3 最小二乘擬合圓法21-23
• 2.2.4 三種方法的性能分析和比較23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 3 系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計25-40
• 3.1 系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺25-29
• 3.1.1 硬件平臺的選擇25-26
• 3.1.2 激光發(fā)射器的選擇26-27
• 3.1.3 激光接收器的選擇27-29
• 3.2 嵌入式Linux系統(tǒng)移植29-31
• 3.3 OpenCV庫移植31-35
• 3.4 激光發(fā)射器驅(qū)動設(shè)35-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計40-49
• 4.1 系統(tǒng)軟件各功能模塊設(shè)計40-41
• 4.2 激光圖像接收存儲程序設(shè)計41-42
• 4.3 激光圖像中心定位程序設(shè)計42-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 5 系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析49-54
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試49-50
• 5.2 數(shù)據(jù)處理50-51
• 5.3 誤差分析51-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 6 結(jié)論54-57
• 參考文獻57-59
• 致謝59-61

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本文編號：1015902