本文關(guān)鍵詞：白光垂直掃描干涉術(shù)快速掃描系統(tǒng)與方法研究

  更多相關(guān)文章： 白光垂直掃描干涉儀 圖像采集系統(tǒng) 快速掃描 條紋辨識 條紋提取

【摘要】：白光垂直掃描干涉術(shù)相對于傳統(tǒng)的無損檢測方法,具有非接觸、精度高、測量時間短等特點,被廣泛的應(yīng)用于精密無損檢測領(lǐng)域。目前多數(shù)商用白光干涉儀在進(jìn)行掃描工作前需要進(jìn)行掃描預(yù)設(shè)定工作,操作費時且流程復(fù)雜。對此,本文首先開發(fā)了一套白光垂直掃描干涉儀圖像采集系統(tǒng),設(shè)計了白光垂直掃描干涉儀的控制軟件,在此基礎(chǔ)上提出了一種白光垂直掃描干涉儀的快速掃描方法。本文涉及的主要工作包括有:1.基于FPGA構(gòu)建白光干涉圖像的硬件采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)以CMOS感光元件作為圖像采集系統(tǒng)的前端,結(jié)合光學(xué)顯微干涉系統(tǒng)采集白光干涉圖像;以USB 2.0芯片作為圖像采集系統(tǒng)的后端,實時將圖像數(shù)據(jù)傳送到PC端。2.設(shè)計圖像采集系統(tǒng)的下位機(jī)程序。包括基于Verilog語言的CMOS傳感器配置時序設(shè)計和像素驅(qū)動時序設(shè)計;基于C語言的USB固件程序設(shè)計。針對USB模塊Slave FIFO傳輸模式存在的丟幀問題,提出了一種圖像數(shù)據(jù)的幀同步設(shè)計方案。3.設(shè)計白光垂直掃描干涉儀的上位機(jī)程序。包括壓電陶瓷移相器的軟件設(shè)計,實現(xiàn)其行程內(nèi)的位移控制;步進(jìn)電機(jī)運動平臺的控制軟件設(shè)計,可實現(xiàn)包括脈沖數(shù)移動、慢步移動、設(shè)定機(jī)械原點等功能;圖像采集系統(tǒng)的上位機(jī)軟件,實現(xiàn)白光干涉圖像的實時接收、顯示和單幀保存功能。并最終將各個模塊的程序進(jìn)行整合,實現(xiàn)白光垂直掃描干涉儀的掃描功能控制。4.設(shè)計白光干涉條紋的辨識方法和提取方法,實現(xiàn)了一種白光垂直掃描干涉儀的快速掃描:利用對焦評價函數(shù)辨識指定區(qū)域內(nèi)的白光干涉條紋,并采用窮舉搜索法來提高干涉條紋的辨識速度;采用運動檢測領(lǐng)域中的Vi Be前景提取算法提取圖像中的干涉條紋,自動確定白光垂直掃描干涉儀的掃描空間范圍。
【關(guān)鍵詞】：白光垂直掃描干涉儀 圖像采集系統(tǒng) 快速掃描 條紋辨識 條紋提取
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH744.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 精密無損檢測技術(shù)10-11
• 1.2 白光垂直掃描干涉術(shù)11-12
• 1.3 白光垂直掃描干涉術(shù)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本論文的研究內(nèi)容13-15
• 第二章 白光掃描干涉圖像快速采集系統(tǒng)硬件設(shè)計15-36
• 2.1 白光垂直掃描干涉儀的硬件構(gòu)成15-23
• 2.1.1 運動系統(tǒng)16-18
• 2.1.2 光學(xué)顯微干涉系統(tǒng)18-21
• 2.1.3 圖像采集系統(tǒng)21-22
• 2.1.4 系統(tǒng)總體構(gòu)成22-23
• 2.2 圖像采集系統(tǒng)設(shè)計23-28
• 2.2.1 CMOS圖像傳感器模塊24-26
• 2.2.2 FPGA控制核心模塊26-27
• 2.2.3 USB數(shù)據(jù)傳輸模塊27-28
• 2.3 圖像采集系統(tǒng)硬件電路設(shè)計28-33
• 2.3.1 圖像傳感器外圍電路設(shè)計28-29
• 2.3.2 控制核心外圍電路設(shè)計29-32
• 2.3.3 圖像數(shù)據(jù)傳輸外圍電路設(shè)計32-33
• 2.4 PCB設(shè)計規(guī)則33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 白光垂直掃描干涉儀軟件設(shè)計36-55
• 3.1 下位機(jī)軟件設(shè)計36-46
• 3.1.1 CMOS的SCCB總線接口設(shè)計36-39
• 3.1.2 FPGA時序控制程序設(shè)計39-42
• 3.1.3 USB固件程序設(shè)計42-45
• 3.1.4 下位機(jī)整體工作流程45-46
• 3.2 上位機(jī)軟件設(shè)計46-54
• 3.2.1 壓電陶瓷移相器控制軟件設(shè)計47
• 3.2.2 步進(jìn)電機(jī)運動平臺控制軟件設(shè)計47-49
• 3.2.3 圖像采集系統(tǒng)軟件設(shè)計49-51
• 3.2.4 白光干涉儀掃描控制軟件設(shè)計51-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 第四章 白光垂直掃描干涉儀快速掃描方法設(shè)計55-70
• 4.1 對焦評價函數(shù)55-63
• 4.1.1 對焦評價函數(shù)選擇56-58
• 4.1.2 評價函數(shù)曲線比較58-62
• 4.1.3 評價函數(shù)速度比較62-63
• 4.2 干涉條紋辨識策略63-65
• 4.2.1 爬山搜索法63-65
• 4.2.2 窮舉搜索法65
• 4.3 干涉條紋提取策略65-69
• 4.3.1 背景模型的初始化過程66-67
• 4.3.2 前景提取過程67-68
• 4.3.3 背景模型的更新68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 實驗及分析70-79
• 5.1 白光干涉條紋辨識過程70-76
• 5.2 白光干涉條紋提取過程76-77
• 5.3 本章小結(jié)77-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王生懷;陳育榮;謝鐵邦;;一種新型垂直掃描白光顯微干涉測量儀[J];工具技術(shù);2010年01期

2 戴蓉;謝鐵邦;龔文;常素萍;;基于垂直掃描顯微干涉技術(shù)的高精度輪廓儀(英文)[J];Journal of Shanghai University(English Edition);2008年03期

3 胡代群;劉求益;;單晶片離子注入機(jī)垂直掃描機(jī)構(gòu)的差分密封設(shè)計[J];機(jī)械工程師;2007年02期

4 ;[J];;年期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 焦智超;白光垂直掃描干涉術(shù)快速掃描系統(tǒng)與方法研究[D];中國民航大學(xué);2016年

，

本文編號：1099946