三维光栅位移测量系统的软件设计与实现
光栅信号的一种软件处理方法

为两路路差分信号, 经调理电路进行整形 、 放大和电 平 移位 后 , 送 人 AD C进 行 A D转 换 生成 数 字 量 , 再
由核 心部件 单 片机进 行处 理 。光 栅前 置放 大部 分采 用 运放 T L 0 8 4 、 J F ET输 入 , 匹 配电阻为 1 0 K, 即可
来 自光栅 的莫 尔 条纹 信号 经检 测 电路 检测输 出
基金项 目: 河j E 省 教育厅 青年基 金项 目( 2 0 1 0 2 1 0 )
收 稿 日期 : 2 0 1 3 —0 7—0 6
1 0 B i t 分辨率 , 则最小可 以分辨 的电压 为 5 mV 。内 置 时钟 电路 、 复 位 电路 以及 看 门狗 电路 都 经 过 特 殊 处理 , 具有超强的抗干扰能力 , 性价 比极高。信号处 理 的脉 冲个数 可 以直接计 数得 到 。单片 机通 过驱 动
第2 3 卷第 5 期
2 0 1 3年 1 0月
北华航天工业学院学报
J o u r n a l o f No r t h C h i n a I n s t i t u t e o f Ae r o s p a c e E
V0 1 . 23 NO. 5 0e t . 2 01 3
由光栅产生 的 7 A . 1 4 /  ̄ A级 别 的信 号得到 7 0 m V . 1 4 0 mV的 电压 信 号 , 再进 行 1 5 倍 的放 大 , 可得 到 幅
度 1 . 0 5 V . 2 . 1 V的正 弦信 号 。 因为单 片机 只 能接 收
正 电压信号 , 所以用运放在前级进行电平移位 , 向上
0 引 言
在 现代工业 应用 中 , 检测系统 的精度 和速度将 直 接影 响系统 运行 的质量 和 生 产效 率 。数控 机 床 的核 心 问题 就是如何 控制位 置精度 , 而反 映位置 精确程 度 的方 法是数控 系 统依 靠 指令 与 位置 检 测 系统 的反 馈 信号 进行 比较 来控制 的 , 目前在 全闭环 数控 机床 中采 用 光栅作 为 测 量传 感 器 n ] 。实 际 生产 应 用 中 , 位 移 检 测精度一 般 要求 较 高 , 通 常 分 辨率 是 栅距 的 n分 之一 , 要求 必 须 对光 栅 信 号进 行 细 分 处 理 。莫 尔 条 纹 细分是 光栅精密位 移测量 的关键技术 。 硬件 电路 实现 的 细分 为传 统 方 法 _ 2 ] , 但 随着 细 分倍数 的提高 , 所 需 元 器 件数 量 大 幅 度 增加 , 工 艺 也会越 来 越复 杂 。随着 计算 机 技 术 的不 断 发展 ,软 件 细分 应 用 更 为广 泛 [ 3 ] , 该 方法 在 尽 可 能 小 的误 差 范 围内精 确地 实 现对 莫 尔条 纹 的高 倍 数 字 化 细 分 ,
基于ATmega16的数字光栅位移测量系统

(.h 2 3 ros fP A, i d o2 6 0 , hn ; .fhr Ol n ne n . t,ini 3 0 5 , h a 1Te90 8t p L Qn a 6 10 C i 2O soe iE g er gC , d Taj 04 1 C i ; o o g a f i i OL n n 3C l g I om t nS i c n nier g O enU i rt C i , iga 6 10 hn ) .ol eo n rai c n eadE g ei , ca nv s yo hn Qndo2 6 0 ,C ia e f f o e n n ei f a
关 键 词 : t g l ; 字 光 栅 尺 ; 触发 器 ;测 量 系统 A mea 6 数 D
中图 分 类 号 : P 1 T 31
文 献 标识 码 : A
文 章 编 号 :17 — 2 6 2 1 )2 0 8 — 3 64 6 3 (0 12 — 14 0
Dip a e n a u i g s se f rd gt l r t g r lr b s d o me a 6 s l c me tme s rn y tm 0 i i a i u e a e n At g 1 a g n
莫 尔 条 纹 的运 动 , 后 经 光 电转 换 成 脉 冲 信 号 输 出 , 样 , 然 这 我
们 只 要 记 录脉 冲信 号 的数 目 . 以及 位 移 停 止 时 的 最 后 一 个 状
态 , 可 以计 算 出位 移 量 的 大 小 , 到 了 1 m 的分 辨 率 。 就 达
A mea6是 A M L公 司 的 生 产 的 性 价 比 比 较 高 的 单 T g1 T E 片 机 。 T gl A mea6有 如 下 特 点 : 节 的系 统 内可 编 程 Fah 1 k字 6 l s ( 有 同 时读 写 的 能 力 , R 具 即 WW )5 2字 节 E P O lk字 ,1 E R M。 节SA 3 R M,2个 通 用 I 口线 ,2个 通 用 工 作 寄 存 器 . 于边 , O 3 用
万工显光栅数显微机测量系统软件设计

文 章 编 号 :00— 22 20 ) 1 0 4 0 10 7 0 (0 7 O — 0 8— 4
中 图 分 类 号 :P 1 T 31
文 献 标 识 码 : A
万 工 显 光 栅 数 显 微 机 测 量 系统 软 件 设 计
沈景鹏 黄 健 赵少美 蒋宏彬
关键 词 万能工具显微镜 光栅
软件设计
The S fwa e De in f r Th a i g Nu e ia nd c to o t r sg o e Gr tn m rc lI ia i n
a d Co p t r M e s e e y t m f n m u e a ur m ntS se o Un v r a e s rng M ir s o e i e s lM a u i c o c p
1 引 言
万 工显 是 万 能 工 具 显 微 镜 的 简 称 。 17 9 6年 我
结 果 的不确 定度 并提 高 了测 量效率 。当前光栅 数 显
和微机 测量 技术应 用 于万 工显 改造 的方 法 已经 比较
成熟 , 是我 们设 计 的测量 软件 , 但 尤其 是评 价测 量元 素软 件 的设 计 方法 和思路 有 独特 的见 解 。
V 6 0是一 种 直观 易 学 的编 程 语 言 , 而 它不 能直 B. 然
光栅传感器装置 、 数显箱 、 口电路和采集控制器 ; 接
后端 为微 机 和数 据 采 集 、 理 和 管理 软件 。系统 的 处 组 成原 理框 图如 图 1所示 。
Y 坐 标 方 向
接 对计 算机 底层 资源 进 行 访 问 。为 解 决 这个 问题 , 我 们采 用 V C+ +6 0的 相关 函数 来 访 问计 算 机 的 . 底层 资源 , 制数据 采集 函数 并生 成动 态链接 库 , 编 然
光栅相移精密控制系统的设计与应用

A s a tPoet rt gi oeo eh t ehd fhe —i ni a po l m aue e t ts r ry bt c : r c dga n n fh o m to s redmes n l rfe esrm ns i i r j e i s t ot o i .Ii p ma l ue auetetredmes n l h p f bet u aea dtedslcm n f l f e r ai s w yf m sdt mesr h e —i ni a sa eo jc sr c n i ae e t e o f m t n a o o h o o f h p d d o i o a r ojc sr cs ehd i po oe oaheepei o o t lo rt gp aesiigad tepoest a bet u ae.A m to rpsdt c i rc i c nr f ai hs— fn n h rcs o — f s v sn o g n ht civ o t l f h h l ss m frdti se b rt , ae nteter f rjc d ga n he —i e - heecnr ew oe yt e l i l oa d b sdo h h oyo o t rt gtredm n oot e o as a e p ee i s nl esrm ns hs ehdi poe f c vl b edm ni f hs a ojc.Whn tersl i i a m aue e t o .T i m to rvde et ey yt i e s no p yi l be t s f i h o a c e eut s h
1 光栅相移 精密控 制原理与方案
三维光栅位移测量系统的硬件设计与实现

ห้องสมุดไป่ตู้
di s pl ac e me nt me aS Ur e m e nt s y s t e m
LI S h e n — d e ,ZHANG Xi a ng . 1 . i,TAO . Ha n 。 W EI L i . k a i 。
,
( 1 . S c h o o l o f I n f o r ma t i o n a n d C o mmu n i c a t i o n , Gn il i n U n i v e r s i t y o f E l e c t r o ic n T e c h n o l o g y , G il n i n 5 4 1 0 0 4, C h i n a ;
r e a l — t i me , a n d i mp r o v e t h e p r o c e s s i n g p r e c i s i o n o f w o r k p i e c e , a 3 D g r a t i n g d i s p l a c e me n t me a s u r e me n t s y s t e m wi t h h i g h - p r e c i s i o n b a s e d o n g r a t i n g d i s p l a c e me n t s e n s o r i s r e s e a r c h e d nd a d e s i g n e d . Me a s u r e me n t p i r n c i p l e o f ra g t i n g d i s p l a c e me n t s e n s o r i s a n a l y z e d .Ha r d wa r e d e s i g n o f t h i s s y s t e m i s i n t r o d u c e d .S u b d i v i s i o n a n d d i r e c t i o n d i s c i r mi n a t i o n e u i c u i t o f g r a t i n g d i s p l a c e me n t s i g n a l , ma i n c o n t r o l c i r c u i t ,d i s p l a y c i r c u i t a n d c o n t r o l c i r c u i t a r e d e s i g n e d .C i r c u i t s a mp l e b o a r d o f t h e s y s t e m i s ma d e .E x p e ime r n t a l s y s t e m i s b u l i t a n d e x p e i r me n t s a r e c o n d u c t e d . E x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t t h e h a r d wa r e c i r c u i t w o r k s p r o p e r l y, t h e s y s t e m o p e r a t e s s t a b l y a n d me a s u r e s a c c u r a t e l y , a n d c a n me e t p r o d u c t i o n d e ma n d o f h i g h — p r e c i s i o n me a s u r e me n t f o r ma c h i n e t o o 1 . Ke y wo r d s :d i s p l a c e me n t s e n s o r ; 3 D ra g t i n g ;d i s p l a c e me n t me a s u r e me n t s y s t e m;h a r d w a r e d e s i g n
基于CMOS图像光栅传感器的位移测量系统的实现

p oo elt ee tMor r g n u diie sg a.Thsp pe n rd c d te d sg fcr uta d te h r wae a d sf re o ige— i h tc l o d tc i6 fi e a d s b vd in 1 n j a rito u e h ein o ic i n h ad r n ot wa fSn l Chp
21 0 0年
第 5期
S IN E&T C N L GYI F R CE C E H O O O MATO N IN
O机械 与电子O
科技信| I
基于 C MoS 位移测
杨军 平 吴欣 慧 秦长海
器的
安阳 4 50 ) 5 0 0
f 阳工学院 电子信 息与 电气工 程 系 河南 安
【 关键词】 CMOS图像传感器; 光栅传感器 ; 测量
T eDeino s cmetMes rme t ytm sdo M 0SI g e sr aigSno s h s f #a e n au e n se Bae nC g Di S ma eS nosi Grt es r n n Y NG J n pn w uXi- u QI Ch n - m A u - ig nhi N a g h
sn os e s r.Th o ti s o ip a e n r o v  ̄e o e e t c sg a y g ai g s n o s t r u h p oo— l c r o v ri n e Ge mere f d s lc me t a e c n e d t lc r in lb tn e s r h o g h t e e t c n e o .锄ls sg a s s n o i r o s i i li e te e t fdslcm n snc s r i cet crsac n n ut A rsn, h i a sb rt g A src] h rcs nmesrm n i ae eti ees y nsi i eerhad id s i o p a nf i  ̄. tpeettema w yi ygai n n
基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究

基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究一、本文概述随着计算机视觉和光电技术的快速发展,三维测量技术在许多领域,如工业制造、生物医学、文化遗产保护以及虚拟现实等,都展现出了巨大的应用潜力。
其中,基于数字光栅投影的结构光三维测量技术以其高精度、高效率、非接触性等优点,成为了研究的热点。
本文旨在深入探讨这种技术的原理、系统构成以及在实际应用中的优势和挑战,以期为相关领域的科研和工程实践提供理论支持和实践指导。
本文将详细介绍基于数字光栅投影的结构光三维测量技术的基本原理,包括数字光栅投影的原理、结构光的生成与编码、以及相机与投影仪的标定等。
文章将构建一个完整的结构光三维测量系统,包括硬件选择和配置、软件系统设计和实现等,并对系统的性能进行评估。
本文还将探讨该技术在不同应用场景下的适用性和限制,如动态物体的测量、复杂表面的处理等。
本文将总结基于数字光栅投影的结构光三维测量技术的发展趋势和前景,分析当前存在的技术瓶颈和挑战,并提出相应的解决方案。
通过本文的研究,期望能为结构光三维测量技术的进一步发展和应用提供有益的参考和启示。
二、结构光三维测量技术基础结构光三维测量技术是一种非接触式的三维重建方法,它利用结构光编码和解码的原理,通过对物体表面投射特定的光栅条纹,结合摄像机获取的图像信息,实现物体表面的三维形态重建。
结构光三维测量技术以其高精度、高效率、易操作等优点,在机器视觉、逆向工程、质量检测等领域得到了广泛的应用。
结构光三维测量技术的基本原理是将特定的光栅条纹投影到物体表面,这些条纹在物体表面形成特定的变形。
摄像机捕捉到变形后的条纹图像后,通过解码算法提取出条纹的变形信息,进而恢复出物体表面的三维形态。
其中,光栅条纹的生成和投影是结构光三维测量的关键步骤,常见的光栅条纹有正弦条纹、二值条纹等。
在结构光三维测量系统中,摄像机和投影仪是两个核心组件。
摄像机负责捕捉投影到物体表面的条纹图像,而投影仪则负责生成并投影光栅条纹。
一种计算机精密测量显示控制系统的设计及实现

式 来处 理 和 解 决 各 类 通信 软件 的开 发 设 计 ,并提 供 了使 用 R 一 S
2 2来 进 行 数 据 通 信 的所 有 协 议 V 为 该 控 件 提 供 了标 准 的事 3 B
卫 菊红 ( 山西省环境信息 中心, 山西 太原 0 0 2 ) 3 0 4
摘 要
利 用微 动 平 台 , 次 开发 控 制 软件 , 行 精 密控 制 。 为 了 克服 回程 误 差 , 择 精 度 更 高 的 光栅 尺进 行 测 量 , 个 测 量 系 二 进 选 整 统 组 成 伺服 反 馈 系统 , 量软 件 上 进 行 闭 环 , 键 设 定 到位 , 度 能 达 到 02 测 一 精 _ m, 适合 于各 种 单 自由度 或 多 自由度 小载 荷 精
s r o ee e v f dba k y t . c s sem Mea u e e t o t r on h cos d—lop。 k yห้องสมุดไป่ตู้e i pa , d c r c ca r a O_ m .he s r m n s fwa e te l e o a e s t n lcean a cu a y n e ch 2 T
d ws下 串 行 通 信 编 程 的 一 个 A t e o ci X v
1精 微动 平 龠,2光 栅』 - - ,3测 量卡 ,4 平 台控制 器 ,5C U 一 一 -P
控 件 , 其 核 心 内 容 是 组 件 对 象 模 型
图 1 系统 结 构
COM( o o e tObe tMo e)它 C mp n n jc d 1,
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me n t s y s t e m o p e r a t e s s t a b l y nd a me a s u r e s a c c u r a t e l y, nd a i t c a n me e t he t p od r u c t i o n d e ma n d o f h i s h - p r e c i s i o n me su a r e me n t f o r ma - c h i n e t o o 1 . Ke y wo r d s: d i s p l a c e me n t s e n s o r ; hr t e e - d i me n s i o n l a g r a t i n g; s y s t e m o f d i s p l a c e me n t me su a r e me n t ; s o f t wa re d e s i n g
文献标识码 : A
文章编 号 : 1 0 0 2— 1 8 4 1 ( 2 0 1 4 ) 0 1 — 0 0 5 7— 0 4
S o f t wa r e De s i g n a n d Re a l i z a t i o n o f T h r e e - d i me n s i o n a l Gr a t i n g Di s p l a c e me n t Me a s u r e me n t S y s t e m
Байду номын сангаас
对 系统进行 了实验验 证。 实验结果表 明: 系统的软件设计合理 、 执 行 高效 , 实现 了 相 关的功能 ; 测 量 系统运 行稳定 、 测量精
准, 可满足机床 高精度测 量的生产 需求。 关键词 : 位移传感 器; 三维光栅 ; 位移 测量 系统 ; 软件设 计
中 图分类号 : T P 2 1 2 . 9 , T H 8 2 2
L I S h e n — d e, Z HANG Xi a n g - l i , T ANG Ti a n, Z HAO J i a n g - h u i
( S c h o o l o f I n f o r ma t i o n a n d C o mmu n i c a t i o n , Gu i l i n U iv n e r s i t y o f E l e c t r o ic n T e c h n o l o g y , Gu i l i n 5 4 1 0 0 4 , C h i n a )
201 4正
仪
表 技 术 与 传 感 器
2 01 4 No .1
第 1期
I n s t r u me n t Te c h n i q u e a n d S e n s o r
三维 光栅 位移 测 量 系统 的软 件 设计 与 实现
李 深德 , 张 向利 , 唐 甜, 赵 江辉
5 4 1 0 0 4) ( 桂林电子科技大学信 息与通信 学院 , 广西桂林
摘要 : 为 了检测机床 刀具 的三维位 移 、 实时显 示刀具的进刀量 , 提 高工件的加 i f - 精度 , 研 究并设 计 了一 种基 于光栅位 移传感 器的高精 度三维光栅位移测量 系统 。分析 了光栅 位移传感 器的测量 原理 , 详 细介绍 了系统 的软件设 计与 实现 , 并