發(fā)布時間：2017-09-30 04:09

  本文關鍵詞：基于圖像檢測的自校準水平儀設計與實現(xiàn)

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【摘要】：水平檢測技術在工業(yè)生產中有重要的應用價值。隨著檢測技術的不斷進步,對水平檢測裝置的自動化、智能化程度提出了更高的要求。為了提高現(xiàn)有水平儀在讀數(shù)和校零等操作中的自動化程度,本文提出一種基于圖像檢測的新型水平儀。以傳統(tǒng)氣泡式水準器作為敏感元件,利用高性能嵌入式計算機系統(tǒng)進行圖像檢測,捕捉氣泡位置進而得出讀數(shù)；同時,在設計上增加了電機驅動的回轉平臺,使水平儀具備自動校準能力。以像素作為基本單位進行測量,彌補了人眼讀數(shù)主觀性較高的不足,提高了氣泡式水準器的分辨率。采用移動終端讀取水平信號,使新型水平儀適用于操作人員不可達的檢測場合。本文的主要工作如下：1. 概述了水平檢測技術的發(fā)展歷史和水平測量儀器的測量原理,分析了現(xiàn)有水平檢測技術的基本應用和它們的優(yōu)缺點。在此基礎上,研究并給出了一種基于圖像檢測的新型水平儀,對系統(tǒng)進行了總體設計和模塊功能劃分。2. 參照傳統(tǒng)氣泡式水平儀的基本設計,提出了新型水平儀的機械結構,將其按功能分為上下兩個不同的艙室。3. 針對系統(tǒng)的應用要求進行了嵌入式系統(tǒng)硬件設計,對相關元器件根據(jù)性能、功耗、經(jīng)濟性等指標進行了選型并設計制作了PCB電路板。4. 基于Linux操作系統(tǒng),設計了新型水平儀所需硬件的驅動程序,包括電機控制驅動和照明裝置驅動,研究分析了Linux下的攝像頭驅動程序,在此基礎上開發(fā)了應用程序,實現(xiàn)了圖像檢測算法、電機和照明控制、藍牙通信。5. 選用Android設備作為數(shù)據(jù)接收端,研究了Android平臺應用開發(fā)方法和藍牙通信相關的API,設計并實現(xiàn)了新型水平儀系統(tǒng)Android客戶端。
【關鍵詞】：水平儀 嵌入式系統(tǒng) 圖像檢測 Linux應用 Android
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH712;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 水平儀概述9-11
• 1.1.2 嵌入式技術發(fā)展和現(xiàn)狀11-12
• 1.2 課題研究意義與內容12-13
• 1.3 論文結構安排13
• 1.4 本章小結13-14
• 第2章 新型水平儀的總體設計和結構設計14-22
• 2.1 水準器讀數(shù)原理14-15
• 2.2 圖像檢測原理15-16
• 2.3 水平儀校準原理16
• 2.4 新型水平儀的總體方案16-17
• 2.5 機械結構設計17-21
• 2.5.1 水準器艙18-19
• 2.5.2 傳動裝置艙19-20
• 2.5.3 完整機械結構20-21
• 2.6 本章小結21-22
• 第3章 新型水平儀的硬件設計22-39
• 3.1 水平儀的核心控制單元22-24
• 3.1.1 Cortex A8架構簡介22
• 3.1.2 FET210D核心板22-24
• 3.2 水準器單元24-27
• 3.2.1 水準器選型24
• 3.2.2 水準器照明裝置設計24-27
• 3.3 藍牙通信模塊27-29
• 3.3.1 藍牙技術概述27-28
• 3.3.2 HC-06藍牙模塊28-29
• 3.4 圖像傳感器29-33
• 3.4.1 圖像傳感器基本原理29
• 3.4.2 OV3640 CMOS圖像傳感器模塊29-32
• 3.4.3 圖像傳感器硬件接口32-33
• 3.5 直流電機控制裝置33-36
• 3.5.1 轉動方向控制33-35
• 3.5.2 轉動限位裝置35-36
• 3.6 其他組件36-38
• 3.6.1 電源36-37
• 3.6.2 調試串口37
• 3.6.3 溫度傳感器37-38
• 3.7 PCB板38
• 3.8 本章小結38-39
• 第4章 新型水平儀的軟件設計39-73
• 4.1 構建嵌入式Linux軟件開發(fā)環(huán)境40-43
• 4.2 嵌入式Linux裁剪43-44
• 4.3 水平儀驅動程序設計44-60
• 4.3.1 Linux驅動程序概述45-46
• 4.3.2 LED照明裝置驅動設計46-49
• 4.3.3 電機控制驅動程序設計49-53
• 4.3.4 OV3640驅動程序分析53-60
• 4.4 水平儀應用程序設計60-72
• 4.4.1 應用程序框架60
• 4.4.2 主線程60-63
• 4.4.3 水平儀圖像處理模塊63-70
• 4.4.4 數(shù)據(jù)通信模塊70-72
• 4.5 本章小結72-73
• 第5章 水平儀Android客戶端應用軟件設計73-86
• 5.1 Android應用開發(fā)概述73-74
• 5.1.1 Android平臺簡介73
• 5.1.2 搭建Android開發(fā)環(huán)境73-74
• 5.2 Android應用組件74-76
• 5.3 Android UI設計76-80
• 5.3.1 Android UI設計方法76-77
• 5.3.2 主界面設計77-80
• 5.3.3 藍牙連接界面設計80
• 5.4 Android應用邏輯設計80-85
• 5.4.1 藍牙工作邏輯80-84
• 5.4.2 主要按鍵工作邏輯84
• 5.4.3 數(shù)據(jù)的接收84-85
• 5.5 本章小結85-86
• 第6章 新型水平儀系統(tǒng)安裝與調試86-90
• 6.1 水平儀機械結構安裝86-87
• 6.1.1 水準器和照明裝置86
• 6.1.2 攝像頭的安裝86-87
• 6.1.3 完成組裝的內部機械結構87
• 6.2 水平儀硬件電路及安裝87-89
• 6.3 新型水平儀調試89
• 6.4 本章小結89-90
• 第7章 結束語90-91
• 7.1 全文總結90
• 7.2 問題與展望90-91
• 致謝91-92
• 參考文獻92-94
• 攻讀碩士期間學術成果與所獲獎項94

【參考文獻】

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3 倪振利,袁勝發(fā),郝如江;氣動式鐵軌水平度檢測系統(tǒng)研究[J];液壓與氣動;2005年08期

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4 段德山;工件非接觸檢測中機器視覺的研究與應用[D];北京郵電大學;2007年

5 李俊;機器視覺照明光源關鍵技術研究[D];天津理工大學;2007年

6 吳學功;基于USB攝像頭的數(shù)字圖像檢測技術研究[D];東南大學;2006年

本文編號：946037