三维光栅位移测量系统的软件设计与实现

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光栅信号的一种软件处理方法

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

基于ATmega16的数字光栅位移测量系统
Z UY n ’ Q h -i D N i- n HO ag, I uy , I GJ j S nu
(.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

万工显光栅数显微机测量系统软件设计
Vo . 127. .1 No
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

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

三维光栅位移测量系统的硬件设计与实现
… J J ‘
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

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

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

一种计算机精密测量显示控制系统的设计及实现
制 系 统 芯 片 采用 D P 8 2微 处 理 器 作 为 芯 片 。 作 台在 控 制 器 S 21 工
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,

基于光栅投射的光学三维测量仪的研制

基于光栅投射的光学三维测量仪的研制
量 系统 , 绍 系统的测量原理、 介 硬件 结构和软件 系统 , 最后给 出该 系统的一 些测量结果。
关键 词
光 学三维 测量
光栅 投 影 点 云 图 反 求工程
物体的三维轮廓载有物体的全部形状信息 , 对物 体三维轮廓的测量能够使人们更为全面地把握物体 的形状, 从而更深刻地认识物体 。伴随经济的发展和 科技的进步 , 各行各业尤其是机械、 汽车、 航空航天等 制造工业及服装 、 玩具、 制鞋等民用工业对物体 的三
光栅投影系统是测量系统的关键设备之一 , 采
北京交通大学人才基金项 目( 0 4 C 4 ) 20R. 3 0 ,
为便 于调节待测物体和测量 系统之间的距离, 测量系统附带一维 电移台 , 上面搭载工作台, 该电移
3 9
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琨代仪■ (\, . d ri t . r.a 、f\mo enn r og c ) 『\『 f、 、『 ss
维轮廓测量提出高速度、 高精度 、 大数据量 、 自动等 全
较高要求。基于光栅投射 的光学三维轮廓测量技术 由于其非接触性、 高精度与高分辨率, C D C E 在 A /A 、 反求工程、 在线检测与质量保证 、 多媒体技术 、 医疗诊 断 、 视觉等领域得 到 日益广泛 的应用 。 机器
投影系统 、 图像获取系统和信息处理系统组成 , 基本 结构( 见图 1 。投影系统采用 L D数字投影仪 , ) C 负
L D投影仪 。该款投影 仪可 以通过 R 22串 口 C S一 3 与计算机连接 , 便于编程控制。 2 2 采集 系统 .
为获 得 高 精度 的测 量数 据 , 采集 系 统 的硬 件 采 用 MV 20 C0 0彩 色 C S摄像 头 , MO 该数 字摄像 机遵 循 U B . 准 ( 8 M i/e ) 不需 要 图像 采 集 卡 , S 20标 4 0 bt sc , s 其 主要 技 术指 标 参 数 : MO C S尺 寸 :/ ic , 元 尺 12nh 像

Labview位移测量系统软件设计

Labview位移测量系统软件设计

Labview位移测量系统软件设计摘要:随着我国互联网计算机软件技术的不断提高,虚拟仪器已广泛应用于自动化测控领域,创造了许多实用价值。

测试软件的主要功能是实现计算机与测试仪器之间的相互通信,并完成各种数据信息的传输和处理。

基于LabVIEW的测绘软件的设计可以充分发挥各种资源工具的作用,帮助开发人员和设计人员优化和解决各种实际问题,从而全面提高测试软件设计工作的质量和效率,并节省更多的钱。

本文将进一步分析和讨论LabVIEW下的测试软件设计,旨在为同行业提供科学参考。

关键字:LabVIEW;测试软件;设计0前言近年来,LabVIEW凭借其独特的“数据流”框图编程模式已广泛用于测试和测量领域。

目前,利用LabVIEW平台开发更复杂的实时多任务测试系统已成为一种新趋势。

本文基于Labview软件平台,以MSP430作为控制器,并采用光栅位移测量技术,提出了一种可提高工作效率和测量精度的全自动位移测量系统的设计。

1系统总体设计系统的主机软件开发平台为Labview,控制器为MSP430单片机,系统设计是通过结合光栅尺,伺服系统,寻边器等硬件实现的。

X轴驱动器用于驱动X轴电机,该电机驱动读取头沿X轴移动;Y轴驱动器用于驱动Y轴电机,该Y轴电机带动光电感应寻边器沿Y轴方向移动。

光栅尺输出的正交脉冲信号经过精细分辨率的相位电路处理后,有两个信号输出。

控制器通过处理高分辨率相电路的输出信号,获得X轴的运动方向和实际位移。

系统通过串行通讯实现上位机与控制器之间的数据交互。

系统选择光栅尺为2μm的光栅尺作为位移传感器,以实现±10μm的测量精度。

光栅尺输出的AB相正交编码信号通过精细分辨率的相位电路,以提高位移测量精度。

基于Labview软件平台开发的上位机软件实现了简单易用的人机交互。

上位机通过串口与控制器进行数据交互,包括发送控制系统运行命令和接收反馈测量数据。

主机与Access数据库Connect进行通信,以实现与测量数据管理相关的操作。

一种光栅面扫描三维测量机硬件系统的设计与开发

一种光栅面扫描三维测量机硬件系统的设计与开发
sl s t f us osw e eue po cigc m r e gn e n n rvstem auepei ov l et n hn w ss rj t a ea ne d r gad i oe h e sr r — e a ooq i e n i mp c
该 机构硬 件 主要 由一块 运 动控 制 卡 、 个 步进 电 一
动平 台 、 透射 组合 光 栅 片 、 一套 一块 耐热 光 学玻 璃 、 一
个聚光 镜头 、 一个 普通 白炽 光源 以及 一个 散 热 风 扇组
成 。系统硬件 组成 如 图 1所示 。

光源发出的普通白炽光首先经耐热光学玻璃投射
prme r aed s n d f c u io eie h r oe nta fpo c n a ea h ehd aa t s r ei e o aq it n d v .T ee r,i ed o rj t gcm r ,ti m to e g r si c f s ei s
调 制条 纹 图像后 将视 频信 号输入 到 图像 采集 卡 。图像 采 集卡 对输入 的 视频 信 号进 行 A D转 换后 将 数 字 信 / 号送 人计 算机 。计算 机 运 行 图像 处 理 软 件 , 图像进 对
行 处理 。在此 过程 中, 需要 格 外 注 意 图像 采 集 与光 栅
( ) 源 1光
图 1 系统硬件 组成示 意图
1 2 主 要元 器件 的选择 与制作 .
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簟一与监控 T &0 r e Mi s n t l 0

种 光 栅 面 扫 描三 维 测 量机 硬 件 系统 的 设计 与 开 发
何 万涛 牛曙光 程俊廷 赵 灿

基于atmega128的光栅尺测量系统

基于atmega128的光栅尺测量系统

v i i r o dtme 3

iiv i # E nt od ( ) R V脉 冲 初 始 化

T T = x0 CN 3 0 0 ; /寄存器清零 / T C 3 = x 7 /时 钟 源 为外 部 引脚 , 升 沿驱 动 C R B O0 : / 上

在 用 到 位 移 的地 方 , 要 进 行 相减 处 理 , 获 得 实 际 的 光 栅 需 以
表 1
A3 2 1AO -.. Y F D W
1 AO 0 : B 2A1 O : B
3 : B1 A1
0O00 0 0 10 10 1 0
10 1 1 111 1
0 2 1 O
1 1 1 5
数。 图 1系统 结构 图
图 2脉 冲 处理 原 理 图
电子 世 界—・0 . 21 0 071 — 8

工 程 师笔 记 ・
图 3脉 冲 处理 逻 辑 图
单 片机 可 以通 过 U B总 线 H T S OS &DE C 接 口 芯 片 ( D B tL c t ) VIE CM ye o ae4: /以 字 节 为 单 位移 动 文件 指 针 / C 3 5读 写 U 盘 中 的 数据 , H7 U盘 文 件 读 写模 块 用 于 向 嵌 入 式 系 m S o I r 《: t Df or) Er i 统/ 单片机系统提供读 写 U盘 中文件 数据 的接 口, 基本 不需要 占 ) 用 单 片 机 系统 的存 储 空 间 , 少 只 需 要 几 个 字 节 的 R 最 AM 和 几 百 srp ( md aa B tW rem B t B f r“ 据 到 此 结 t ymC P rm.ye i ye uf 数 c t e 字 节 的 代 码 。 模 块 基 于 CH 7 该 3 5的优 盘 文件 级 子程 序 库 设 计 , 外 束 bdx ”: < ̄a ) l = tlnm CmdP r m . t W r em ByeB fe ) en s r ( e aa Bye i . t t u r ; / / 围 电路精 简 , 能 价 格 比很 高 。 性 计 算 字 符 串 长 度 优盘存 储 m CmdP r m . t W r e m B t CO n =I n a a By e i . Ve u t e : t 对 于优 盘 的读 写 , 果 直 接 采 用 U B驱 动 芯 片 , 如 S 虽然 直 接调 =E e Co n( —B tW i , +1: t e / / 用 文 件 级 子 程 序 库 读 写 优 盘 文 件 的 效 率 更 高 , 本 更 低 , 是 该 i x c m ma dCM D y e re ln ) 成 但 子 程 序 库 需 要 占用 单 片 机 系 统 的 资 源 , 大 约 5 B 程 序 空 间 和 以字 节 为 单 位 向 文 件 写 入 K m S o lE r t pf r o 6 0字 节 R M 数 据 存 储 器 , 法 应 用 于 某 些 资 源 有 限 的单 片 机 0 A 无 mC P rm.ls p ae e = : md aa Co emU d tL n 1 /计 算文件长度 / 系统 ,这里介绍一种 新颖 的实现方法 ,就是基于芯片 CH 7 3 5的 U B U AR S — S T模 块 。 通 过 M C 的 U A T 口与 CH 7 U S R 3 5进 行 通 E e C mma dC xco n ( MD FlCo e1: — i I ,) e s /关闭文件 , 以 / 当 讯 , 而 达 到 读 写 优 盘 的 目的 。 基 本 不 需 要 占用 单 片机 系统 的 存 从 字 节 为 单 位 向文 件 储空间 , 少只需要几个字节的 R M 和几百字节的代码。 最 A m S o f r0 t pl r E /写 入 ( 加 ) / 追 数据 后 , 须 在 必 以对 优 盘 进 行 写 操 作 为 例 , 要 如 下 几 个 步 骤 :. 始 化 接 需 1初 口, 设置 参 数 ;. 待 优 盘 连 接 ; 开 或新 建 文 件 ;. 针 指 向文 用 完 文 件 后 关 闭文 件 2等 3打 4指 w hl () i 1 e ∥等 待 优 盘 断 开 件 末尾 :. 加 数据 ; 闭文 件 : . 待 优 盘 拔 出 。 5添 6关 7等 { ∥使 用查询 方式 看优 盘 是 程序 如 下 : 否 断开 whl() /使 用 查 询 方式 看 优 盘 是 否 连 接 i 1 e / i x c m m a d CM D Qu rSau ,) =E e Co n( ey ttsO: / 询 当 前 /查 ( 模块 的状态 _E e C mma dC D Qu rSau ,) /查 询 当前 模 块 _ xc o n (M — ey ttsO: /

基于ARM处理器的光栅测量系统设计

基于ARM处理器的光栅测量系统设计

其测量精度( 分辨率) 已覆 盖至微米级 。随着光 学 、 机械 精加 工技术 的不断提 高, 光栅检 测精度还 有可能进一 步提高。近 年来 , 电子技术特别是计算机技术迅猛发展 , 光栅位置检测与
计 算机 信 号处 理 技术 逐 步 结 合成 一 体 , 能 有 了 质 的飞跃 。 其性 过 去 在位 置 测 量 中 广 泛 采 用 单 片 机 , 85 如 0 1系 列 8位
为 基 础 , 软 硬 件 可 裁 减 适 用 的 应 用 系 统 , 对 功 能 、 靠 且 是 可
性、 成本 、 体积 、 功耗有严格要求 的专用计算机系统 。 目前 , 入 式 技 术 具 有 非 常 广 阔 的 应 用 前 景 , 应 用 领 嵌 其 域包括 了工业控 制 、 交通管 理 、 息家 电、 信 家庭 智 能管 理系
本 系 统 硬 件 结 构 , 点 设 计 了 细 分 电路 、 数 电路 、 重 计 电平 转 换 电路 及 其 与 F 2 1 发 板 的 连 接 。 S4 0开
为 了提 高系 统 的分 辨 率 , 采用 了四倍频 专用 集成 电路 S70 1 。S7 0 1 J4 20 J4 2 0可 以实现 由两路 光栅方波信 号 到正 、 负 计数脉 冲的转换 , 并根 据 0 0与 9 0之间 的相位关 系进行辨 0
第 l 第 4期 0卷
21 0 0年 1 2月
南 京 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报
Ju a o aj gIstt o Id syT cn l y o r l f ni tue f n ut eh o g n N n ni r o
V0 _ 0. l 1 No. 4
机 、0 8系列 1 89 6位机 。虽然这些技术 目前仍在应用 , 在一定 程度上也能满足要求 , 但在处理 速度 、 可靠性和抗 干扰能力 、

由于光栅传感器测量精度高

由于光栅传感器测量精度高

由于光栅传感器测量精度高、动态测量范围广、可进行无接触测量、易实现系统的自动化和数字化,因而在机械工业中得到了广泛的应用。

特别是在量具、数控机床的闭环反馈控制、工作母机的坐标测量等方面,光栅传感器起着重要作用。

目前,USB端口已成为微机主板的标准端口,利用USB总线技术,开发适用于科学研究和工业生产的各种仪器仪表设备,借以取代传统计算机测控系统中采用的串行RS232、并行接口以及ISA或PCI总线的仪器仪表设备,不仅可使计算机测控系统更加高效实时、方便灵活,而且可满足高质量、高可靠性、低成本计算机测控系统的要求。

本文以光栅位移传感器检测系统的设计背景,详细介绍了系统的硬件、软件设计方法。

光栅位移传感器的基本原理和特点光栅位移传感器的基本构成是一对光栅,其中一块是固定的,而另一块是运动的。

当它们发生相对运动并有光通过两者时,能够获得相当于干涉仪中得到的条纹信号,即所谓的莫尔条纹信号。

与普通位移传感器相比,它有以下几个特点。

● 精度高。

光栅位移传感器在大量程测量长度或直线位移方面仅仅低于激光干涉传感器。

在圆分度和角位移测量方面,光栅式传感器也属于精度最高的。

大量程测量兼有高分辨率。

感应同步器和磁栅式传感器也具有大量程测量的特点,但分辨力和精度都不如光栅位移传感器。

可实现动态测量,易于实现测量及数据处理的自动化。

具有较强的抗干扰能力,对环境条件的要求不像激光干涉传感器那样严格,但不如感应同步器和磁栅式传感器的适应性强,油污和灰尘会影响它的可靠性。

主要适用于在实验室和环境较好的车间使用。

系统硬件设计1 系统原理简介光栅位移传感器是进行高精度位移测量的光电转换器,它将位移微变量转换为多路正弦光栅信号。

硬件电路要求首先对正弦光栅信号合成,消除测量中的共模干扰信号,然后一路进入单片机进行A/D转换;另一路通过比较器转换成数字信号后由D触发器和与门电路完成光栅位移的辨向,而后进入单片机进行正向和反向计数;其次单片机将这些数据通过USB插口送入计算机,最后由计算机进行数据细分和处理,从而得到光栅位移长度。

基于Labview的位移测量系统设计

基于Labview的位移测量系统设计

电子设计工程Electronic Design Engineering第29卷Vol.29第7期No.72021年4月Apr.2021收稿日期:2020-04-22稿件编号:202004181基金项目:院级自然科学类科研项目(ZK19-16)作者简介:罗瑜(1992—),女,陕西西安人,工学硕士,助教。

研究方向:先进控制理论与应用,控制系统建模与仿真。

位移测量在工业生产应用中非常广泛,随着工件精密度要求的提高,相对应的对测量设备的测量数据精度要求越来越高,同时对测量效率、测量数据处理、可靠性、自动化程度、可操作性都有相应的要求。

光栅尺以其适应性强、测量精度高等优势在位移测量系统应用中占有很大比重[1]。

目前,设计实现的测量系统主要表现在功能实用性方面,在测量数基于Labview 的位移测量系统设计罗瑜(陕西工业职业技术学院电气工程学院,陕西咸阳712000)摘要:基于Labview 的位移测量系统以其使用操作方便,测量分辨率高等优点,在位移测量领域应用广泛。

介绍了一种基于Labview 的位移测量系统的实现。

系统基于Labview 软件平台开发,通过串口实现数据交互,并对测量工件的尺寸加工精度进行了分析。

测量系统通过对光栅尺输出的信号进行细分辨相,提高位移测量精度,使用MSP430对细分后的信号进行处理。

系统整体实现了对X -Y 工作台上X 方向的位移测量,并将测量结果返回至上位机,上位机系统通过专用工具包与Ac⁃cess 数据库连接,实现对批量测量数据的存储和管理。

实验表明该系统测量精度高,操作方便,稳定可靠。

关键词:Labview ;光栅尺;位移测量;数据库中图分类号:TN29文献标识码:A文章编号:1674-6236(2021)07-0063-05DOI:10.14022/j.issn1674-6236.2021.07.014Design of displacement measurement system based on LabviewLUO Yu(School of Electrical Engineering ,Shaanxi Industrial Vocational and Technical College ,Xianyang712000,China )Abstract:The displacement measurement system based on Labview is widely used in the field of displacement measurement due to its convenient operation and high measurement resolution.The realization of a displacement measurement system based on Labview is introduced.The system is developed based on the Labview software platform ,realizes data exchange through the serial port ,and can analyze the measurement precision of the workpiece size.The measurement system improves thedisplacement measurement accuracy by finely distinguishing the signal output by the grating ruler ,and uses the MSP430to process the subdivided signal.The system as a whole realized the X ⁃Y table displacement measurement in the X direction ,and returned the measurement results to the host computer.The host computer system was linked to the Access database through a special toolkit to store and manage batch measurement data.Experiments show that the system has high measurement accuracy ,convenient operation ,stability and reliability.Keywords:Labview ;grating ruler ;displacement measurement ;database《电子设计工程》2021年第7期据管理和可操作性方面还有很大提升空间。

光学三维测量实验系统的设计与开发

光学三维测量实验系统的设计与开发

m aue et ytm b sdo ig r et ni dvl e.T eep r etl ot t adtedvlp eto 3 esrm n s ae nfnepo c o s ee pd h xe m na cne s n eeom n f D s e r j i o i n h m aue et ae nfn epo c o r it d cd esrm n bsdo g r et nae n ou e. i r j i r
实验 ,简要介绍 了基 于光栅投射 的光学三维测量原理 ,详 细介绍 了光 学三维测 量实验系统 的软 、硬件 的设 计 与开发 。 关键词 :光学三维测量 ;光栅投射 ;相位展开
中图分类号 : 4 3 0 —3
文献标识码 : A
文章编号 :10 -9 6 2 0 ) 10 5 — 3 024 5 ( 0 8 1 —0 7 0
光 学 三维 测 量 实验 系 统 的设计 与 开发
邵 双运 ,余 浩 ,徐 楠
10 4 0 04) ( ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ京交通大学 物理 系,北京

要: 光学三维测量技术是一种非接触式的三维数字化 技术 ,已经广泛 应用 于工 业领域 。为 了开拓 学生
视野 ,培养学生 的研究能力 ,该文研制 了基于面结构光 的光学三维测 量实验仪 ,开发了相关 的系列研究 型
是转化 比较成功 的一 例 。
我 们针 对本 科生 的特 点 ,对取 得 的研 究成 果进
行加工,开发了光学三维测量实验仪 , 设计了一系 列 的研 究 型实验 ,该 系列 实验 已为 我校光 信息 科学
与技术 专业 本科 生 开设 ,收 到 了 良好 的教 学 效 果 ,
实 验 书也 已 出版 。通 过 实 验 训 练 ,学 生 全 面 了

基于FPGA的光栅位移检测系统设计

基于FPGA的光栅位移检测系统设计

4系统 总 体 方 案 设 计

光栅 传感 器将 位 移 信 息 转 换 为 电信 号 ,经 核 心 控 制 器 图 2 位 移 与 光 强 、输 出 电压 的关 系
法 是在 相 隔 B 4条纹 间 的位 置 上 安装 两支 光 敏 元 件 1和 2 / ,
F G 处 理 ,实 现 电 信 号 的数 字 化 ,再 通 过 U B接 口 电 路 PA S 将 采 集 到 的 光栅 传 感 器 位 移数 据 上 传计 算 机 完 成测 量 任 务 。 根 据 要 求 ,该 测 量 系统 应 由 光 栅 传 感 器 、信 号 处 理 与 控 制 以及 通 信 接 口电路 三部 分组 成 。 其 基 本 组 成 框 图如 图
议 , 自动 完 成 标准 的 U B枚 举 配 置 过 程 ,通 用 Wi o s S n w 驱 d 动 程 序 提 供设 备 级 接 口 ,通 过 D L提 供 A I 用 层 接 口 。 L P应 通 用 的 本 地 8位 数 据 总 线 ,4线 控 制 , 支 持 5 电 源 电 压 V 和 33 电源 电压 ,支 持 低 功 耗 模 式 。 自带 WD 驱 动 程 序 . V M 和 D L动 态链 接 库 |。 L 5 ]
光栅位移检测 是 采用 光栅莫尔 条纹 和 光 电转换 技术 原



直至 最亮
” ‘


又 从最亮经 渐亮到渐暗

再 到 最 暗 的渐 变
过程

把 被 测 的机 床 刀 具 微 位 移 量 转 换 成 数 字 电信 息 量 输
通 用 的光栅 位移检 测 系统

通 过实验可


基于光栅投影的复杂物体三维面形测量方法研究的开题报告

基于光栅投影的复杂物体三维面形测量方法研究的开题报告

基于光栅投影的复杂物体三维面形测量方法研究的开题报告1.研究背景和意义三维面形测量是现代计算机辅助设计、制造和检测等领域的重要基础工作之一。

随着数字化技术的不断发展,三维面形测量越来越受到关注。

目前,常见的三维面形测量方法包括结构光法、激光测距法、投影法、相位测量法等。

其中,光栅投影测量法具有快速、高精度、非接触等优点,是现代三维形貌测量的主流技术之一。

然而,对于复杂的非光滑曲面,光栅投影测量面临着很大的挑战。

通常情况下,光栅投影仅能获取物体表面光滑的部分,而凸凹不平的区域则不能正确投影光栅,导致获取的数据失真或者缺失。

因此,如何有效地处理复杂曲面的非光滑部分,提高光栅投影测量的测量精度和测量范围,成为当前三维面形测量研究领域的热点之一。

2.研究内容和方法本课题旨在针对复杂曲面的非光滑部分,在光栅投影测量中实现高精度的三维面形测量。

具体研究内容如下:(1)综合分析各种能耗方案,提出更加适合于复杂曲面测量的光栅投影方案。

(2)研究光栅图像的去噪和补全技术,对于缺失或者失真的部分进行修补和修正,提高测量的准确度和稳定性。

(3)探究多角度投影和多视角融合的方法,提高测量范围和测量精度,实现对于复杂物体的全面测量。

本课题主要采用实验方法和数值仿真方法相结合的方式进行研究。

首先通过实验验证提出的投影方案的可行性和有效性,然后利用数值仿真方法对于测量过程中出现的问题进行分析和优化。

3.研究预期成果通过本课题的研究,预期达到以下成果:(1)设计出能够适用于复杂曲面测量的高精度光栅投影方案。

(2)提出针对于光栅图像的去噪和补全技术,实现对于失真和缺失部分的修复和修正。

(3)探究多角度投影和多视角融合的方法,提高测量范围和测量精度。

(4)开发出至少一种相关软件来验证所提出的算法和方法的可行性和有效性。

4.研究的难点和挑战本课题的研究难点和挑战包括:(1)针对复杂物体的非光滑部分设计出对应的光栅投影方案。

(2)针对失真和缺失部分,研究出一套有效的修复和修正技术。

一种多线程的光栅转动训练软件的设计与实现

一种多线程的光栅转动训练软件的设计与实现

bsdm ca i l a midi eajs et f o t gsedadsai e un ̄ O eohr ae eh c yi l t t dut n o t i e t l q ec nt te n a w s i e nh m ra n p n p a f h
d mo sr td t n e e t e wa fs o t nn e t n i .Ho v rt e ta to a e n tae o bea f ci y o h re ig t ame ttme v r we e h r di n lCAM r i ngFra biblioteki tani
2 d ct n l eh o g st e Z e ag nvr t o Tc n l , agh u 0 4 C i ; . ua o aT cn l y tu , hj n i sy f eh o g H n zo 1 1, hn E i o I it n i U e i o y 30 a
s fwa e u e fw e o r e ,h s lw o t a o d c m p tb l y n d a s o a ttn a ig i o t r s e r s u c s a o c s,h s g o o ai ii ,a mo t r o ai g g t a t h r n n
定 .为 治 疗 儿童 弱 视提 供 了重 要 的辅 助 工 具 。
关键词:光栅转动 ;训练软件 ;多线程 ;数字化 同视机 ;弱视
De i n a m p e e a i n o b yo a Tr a m e fwa ew ih Ro a i a i g sg nd I l m nt to f Am l pi e t nt So t r t t tng Gr tn
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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

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
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