基于ccd成像技術(shù)測量設(shè)計

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1、湖南大學(xué)物理與微電子科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計HUNANUNIVERSITY光電子課程設(shè)計題目基于CCD成像技術(shù)測量設(shè)計學(xué)生姓名李湃劉泊榮王曉夏勝軒指導(dǎo)老師黃桂芳25湖南大學(xué)物理與微電子科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計目錄：摘要　　――――――――――――――――――――――――――――――――－2CCD簡介　　―――――――――――――――――――――――――――――－2彩色線陣CCD實驗儀及相關(guān)軟件　　　―――――――――――――――－4儀器及軟件使用說明　　―――――――――――――――――――――――5模版測量實驗　　――

2、―――――――――――――――――――――――――基于CCD掃描的電腦識別條形碼實驗――――――――――――――總結(jié)　　　　―――――――――――――――――――――――――――――－附錄一(程序源代碼)―――――――――――――――――――――－附錄二（參考文獻(xiàn)）――――――――――――――――――――－附錄三(心得體會)―――――――――――――――――――――－25湖南大學(xué)物理與微電子科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計摘要本課程設(shè)計我組選取的課題是“基于CCD成像技術(shù)測量設(shè)計”，所使用的實驗設(shè)備是彩色線陣CCD實驗儀

3、及電腦。利用CCD實現(xiàn)光信號到電信號的轉(zhuǎn)變，利用電腦軟件輔助采集測量數(shù)據(jù)。我們通過測量樣板的長度、角度、顏色實驗熟悉了實驗設(shè)備。在此基礎(chǔ)上，對采集到的國際商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的商品條形碼進(jìn)行了測量。同時編寫程序?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行分析進(jìn)而得到條形碼的編碼。實驗結(jié)果很理想，除一個條形碼因為材料問題辨別有誤，其他條碼均辨別正確。CCD簡介ChargeCoupled25湖南大學(xué)物理與微電子科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計Device（CCD）電荷耦合器件。CCD是一種半導(dǎo)體裝置，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（

4、Pixel）。一塊CCD上包含的像素數(shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。CCD在攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和掃描儀中應(yīng)用廣泛，只不過攝像機(jī)中使用的是點(diǎn)陣CCD，即包括x、y兩個方向用于攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個方向，y方向掃描由掃描儀的機(jī)械裝置來完成。線陣CCD單排感光單元，數(shù)目可以做得很多，在同等測量精度的前提下，其測量范圍可以做的較大，并且由于線陣CCD實時傳輸光電變換信號和自掃描速度快、頻率響應(yīng)高，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)測量，并能在低照度下工作，所以

5、線陣CCD廣泛地應(yīng)用在產(chǎn)品尺寸測量和分類、非接觸尺寸測量、條形碼等許多領(lǐng)域?！∮捎贑CD像元是有間隔的，不論面陣還是線陣CCD獲取的圖像外觀雖然是致密的，但實質(zhì)上都是離散圖像，但面陣CCD像元在縱橫兩個方向間隔一致，其圖像的離散度是一致的，而線陣CCD圖像由于存在像元間距和掃描行距，像素點(diǎn)在兩個坐標(biāo)方向上的距離分別是像元間距和掃描行距，一般來說掃描行距受機(jī)械傳動部分的限制，遠(yuǎn)大于像元間距。線陣CCD獲取二維圖像，必須配以掃描運(yùn)動，在此過程中，線陣CCD在電機(jī)驅(qū)動下水平前移，按照固定的時間間隔采集一行圖像。

6、CCD采集圖像的時間間隔主要取決于光積分時間，也應(yīng)該是相等的，因此行距應(yīng)該是相等的，但由于電機(jī)運(yùn)動產(chǎn)生的振動、啟停過程中速度的變化，特別是機(jī)械傳部分的誤差都會影響采集行距的一致性，同時，線陣CCD自身光積分時間也會影響采集行距。25湖南大學(xué)物理與微電子科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計彩色線陣CCD實驗儀及相關(guān)軟件我們選用的是YHLCCD－IV型彩色線陣CCD多功能實驗儀。儀器各部件介紹：標(biāo)號名稱及功能標(biāo)號名稱及功能1電源開關(guān)9積分時間設(shè)置按鈕（十位加1）2二值化閾值電平調(diào)節(jié)按鈕（加1）10積分時間設(shè)置按鈕（個位加1）3二

7、值化閾值電平調(diào)節(jié)按鈕（減1）11驅(qū)動頻率設(shè)置按鈕（循環(huán)加1）4硬件二值化開關(guān)12儀器顯示面板5振動裝置電機(jī)開關(guān)13頂蓋（可拿下）6計算機(jī)并口連接端口14測量端子7積分時間設(shè)置按鈕（個位減1）15測量用接線柱（未顯示）8積分時間設(shè)置按鈕（十位減1）16220V電源接入口（未顯示）程序界面（如圖1）25湖南大學(xué)物理與微電子科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計程序菜單各選項與下面的快捷圖標(biāo)一一對應(yīng)。分別為打開文件、保存、數(shù)據(jù)采集方式、數(shù)據(jù)顯示方式、采集間隔、版本信息鍵。軟件界面的下方一般有閾值調(diào)節(jié)框、測量條件框、測量進(jìn)度框、以及放

8、大倍率框計算框。分別完成對應(yīng)功能。在最下方的狀態(tài)指示條上有軟件狀態(tài)指示（圖中為“就緒”）、信號飽和狀態(tài)指示、信號垂直度指示。參照這些狀態(tài)指示，完成實驗中鏡頭的調(diào)節(jié)工作。儀器及軟件使用說明儀器部分：1、電源開關(guān)：確認(rèn)將電源連線（插口位于儀器后面）連接至交流220V電源后，撥動此開關(guān)，本開關(guān)電源指示燈應(yīng)點(diǎn)亮。說明電源已經(jīng)接通，實驗儀可以開始工作了。2、驅(qū)動頻率設(shè)置按鈕：調(diào)節(jié)驅(qū)動頻率，顯示數(shù)字為“0”——“3”循環(huán)，“0”表示1MH