發(fā)布時(shí)間：2017-10-12 01:29

  本文關(guān)鍵詞：基于CMOS激光三角法測(cè)距系統(tǒng)的研究

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

【摘要】：激光測(cè)距技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的手工測(cè)距,有非常大的優(yōu)勢(shì)：激光測(cè)距的非接觸測(cè)量方式,避免了因測(cè)量工具的擠壓、摩擦而造成測(cè)量面的形變,也為高溫、輻射等極端環(huán)境下的測(cè)量提供了切實(shí)可行的實(shí)現(xiàn)方法。本論文首先對(duì)比了常見激光測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量環(huán)境,針對(duì)工業(yè)制造中對(duì)尺寸、距離、厚度等的測(cè)量,選擇從三角法激光測(cè)距系統(tǒng)入手,深入研究激光測(cè)距方法,因?yàn)槿欠y(cè)距具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)算快捷、精度高等優(yōu)點(diǎn),所以更容易被推廣。三角法測(cè)距系統(tǒng)中根據(jù)入射角的不同有兩個(gè)分支：直射法和斜射法,本論文針對(duì)每個(gè)分支進(jìn)行了詳細(xì)的光路分析,并推導(dǎo)出兩個(gè)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(duì)常用的中心定位算法分別作了詳細(xì)的描述,并對(duì)每個(gè)算法的中心坐標(biāo)定位方程給予了詳細(xì)的推導(dǎo)。根據(jù)各算法的特點(diǎn),本課題選用最小二乘擬合圓算法實(shí)現(xiàn)光斑中心的定位。本論文選擇使用OK6410開發(fā)板作為測(cè)距系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)平臺(tái),選用半導(dǎo)體激光器作為測(cè)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(duì)測(cè)量程序的運(yùn)行環(huán)境,對(duì)Linux系統(tǒng)進(jìn)行了平臺(tái)移植,并將程序運(yùn)行時(shí)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(xì)描述了通過V4L2驅(qū)動(dòng)接口存儲(chǔ)接收模塊內(nèi)數(shù)據(jù)的流程,然后使用Matlab仿真工具實(shí)現(xiàn)了最小二乘擬合圓算法的流程,為測(cè)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(shí)現(xiàn)程序。經(jīng)過對(duì)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(duì)測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了采集及詳細(xì)的分析,評(píng)估了造成測(cè)量誤差的一些因素,并對(duì)改善測(cè)量精度的方法提出了見解。最終對(duì)本課題的完成過程做了總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】：三角法激光測(cè)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(cè)距的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況9-10
• 1.3 激光測(cè)距的分類10-15
• 1.3.1 脈沖法測(cè)距原理10-11
• 1.3.2 相位法測(cè)距原理11-12
• 1.3.3 干涉法測(cè)距原理12-14
• 1.3.4 三角法測(cè)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(cè)距原理與激光中心定位算法17-25
• 2.1 激光測(cè)距基本原理17-20
• 2.1.1 直射式測(cè)距系統(tǒng)17-18
• 2.1.2 斜射式測(cè)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(tái)設(shè)計(jì)25-40
• 3.1 系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺(tái)25-29
• 3.1.1 硬件平臺(tái)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(dòng)設(shè)35-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)40-49
• 4.1 系統(tǒng)軟件各功能模塊設(shè)計(jì)40-41
• 4.2 激光圖像接收存儲(chǔ)程序設(shè)計(jì)41-42
• 4.3 激光圖像中心定位程序設(shè)計(jì)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(xiàn)57-59
• 致謝59-61

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本文編號(hào)：1015902