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數(shù)字水準(zhǔn)儀的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)研究
2012-12-24
數(shù)字水準(zhǔn)儀是在自動安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，他采用條紋編碼標(biāo)尺和電子影像處理原理，用線陣CCD替代觀測員的肉眼，將望遠鏡像面上的標(biāo)尺成像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，再利用數(shù)字圖像處理技術(shù)來識別標(biāo)尺條碼進而獲得標(biāo)尺讀數(shù)和視距。
本文設(shè)計的數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是以89C51單片機為核心，Intel8253計數(shù)器作為同步控制器，控制A／D轉(zhuǎn)換器對CCD的輸出信號定時采樣。系統(tǒng)采用等間隔、多周期采樣的方法實現(xiàn)低速A／D轉(zhuǎn)換器對高分辨率線陣CCD輸出信號的數(shù)據(jù)采集，并將采集結(jié)果通過串口傳給微機，在微機系統(tǒng)采用數(shù)字濾波、邊緣檢測等數(shù)字圖像處理技術(shù)對采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，提取條碼邊緣，再根據(jù)幾何光學(xué)物象比的關(guān)系，求出視距和視線高讀數(shù)。
3．3 數(shù)字濾波程序模塊
采集結(jié)果通常混雜有噪聲信號，為提高測量精度，本系統(tǒng)采用均值濾波方法消除隨機誤差的影響，運用中值濾波方法消除脈沖噪聲的影響，再運用指數(shù)基的平滑濾波 器方法，對采集圖像進一步作平滑處理。經(jīng)實驗結(jié)果證明采用該方法濾波效果較好。
3．4 邊緣檢測、條碼識別程序模塊
對標(biāo)尺條碼的邊緣檢測是數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，邊緣檢測的定位精度將直接影響條碼識別的準(zhǔn)確度。為使被噪聲污染的條碼圖像很好的檢測出邊緣，結(jié)合數(shù)字水準(zhǔn)儀標(biāo)尺條碼的特點，本系統(tǒng)選用基于指數(shù)基的平滑濾波器的快速一維邊緣檢測方法，該算法是DeriChe依據(jù)Canny設(shè)計思想導(dǎo)出的邊緣檢測算子，具有較好的單、雙邊定位精度和較快的檢測速度。該算法采用的平滑算子和邊緣檢測算子可用遞歸算法代替卷積運算，大大提高運算速度。該算法的實現(xiàn)過程如下：
（1）運用平滑算子的遞歸公式對圖像進行平滑化處理。
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.mrcaleather.com/
本文設(shè)計的數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是以89C51單片機為核心，Intel8253計數(shù)器作為同步控制器，控制A／D轉(zhuǎn)換器對CCD的輸出信號定時采樣。系統(tǒng)采用等間隔、多周期采樣的方法實現(xiàn)低速A／D轉(zhuǎn)換器對高分辨率線陣CCD輸出信號的數(shù)據(jù)采集，并將采集結(jié)果通過串口傳給微機，在微機系統(tǒng)采用數(shù)字濾波、邊緣檢測等數(shù)字圖像處理技術(shù)對采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，提取條碼邊緣，再根據(jù)幾何光學(xué)物象比的關(guān)系，求出視距和視線高讀數(shù)。
3．3 數(shù)字濾波程序模塊
采集結(jié)果通常混雜有噪聲信號，為提高測量精度，本系統(tǒng)采用均值濾波方法消除隨機誤差的影響，運用中值濾波方法消除脈沖噪聲的影響，再運用指數(shù)基的平滑濾波 器方法，對采集圖像進一步作平滑處理。經(jīng)實驗結(jié)果證明采用該方法濾波效果較好。
3．4 邊緣檢測、條碼識別程序模塊
對標(biāo)尺條碼的邊緣檢測是數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，邊緣檢測的定位精度將直接影響條碼識別的準(zhǔn)確度。為使被噪聲污染的條碼圖像很好的檢測出邊緣，結(jié)合數(shù)字水準(zhǔn)儀標(biāo)尺條碼的特點，本系統(tǒng)選用基于指數(shù)基的平滑濾波器的快速一維邊緣檢測方法，該算法是DeriChe依據(jù)Canny設(shè)計思想導(dǎo)出的邊緣檢測算子，具有較好的單、雙邊定位精度和較快的檢測速度。該算法采用的平滑算子和邊緣檢測算子可用遞歸算法代替卷積運算，大大提高運算速度。該算法的實現(xiàn)過程如下：
（1）運用平滑算子的遞歸公式對圖像進行平滑化處理。
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.mrcaleather.com/
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