基于數(shù)字CMOS圖像傳感器的激光光斑檢測(cè)系統(tǒng).pdf

1、激光光斑檢測(cè)是光學(xué)測(cè)量中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),旨在利用視覺(jué)測(cè)試技術(shù)檢測(cè)遠(yuǎn)距離傳輸后的激光光斑,對(duì)光斑中心進(jìn)行定位。廣泛應(yīng)用于激光器光斑漂移檢測(cè)、激光模擬射擊成績(jī)檢測(cè)和鐵軌鋪設(shè)準(zhǔn)直度檢測(cè)等領(lǐng)域,具有極高的實(shí)用價(jià)值。典型的光斑檢測(cè)系統(tǒng)由CCD模擬攝像機(jī)、圖像采集卡和計(jì)算機(jī)組成,對(duì)圖像信號(hào)的圖像處理都是在計(jì)算機(jī)內(nèi)完成。
　　 本文針對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)成本高、體積大、集成度低、安全性差的缺點(diǎn),提出了以CMOS數(shù)字圖像傳感器為采集前端,可編程邏輯器

2、件FPGA為核心控制芯片的激光光斑檢測(cè)方案。此方案為數(shù)字化采集與傳輸,具有很高的可靠性及較強(qiáng)的抗干擾能力。CMOS圖像傳感器構(gòu)成的單芯片采集模塊提高了系統(tǒng)集成度,有效降低了系統(tǒng)體積和成本,方便安裝和攜帶；FPGA代替計(jì)算機(jī)進(jìn)行硬件圖像算法,大大提高了運(yùn)算速度,滿(mǎn)足嵌入式系統(tǒng)要求。在系統(tǒng)硬件電路方面,圖像采集模塊采用MT9T001圖像傳感器芯片;采用EP3C16F484C8芯片作為圖像采集處理單元的控制核心。系統(tǒng)工作時(shí),通過(guò)I2C總線(xiàn)對(duì)C

3、MOS圖像傳感器工作模式進(jìn)行正確配置,在合適的光照條件下,得到了較為清晰的激光光斑圖像。在FPGA中設(shè)計(jì)了存儲(chǔ)單元SDRAM的控制模塊,成功的將采集到的光斑圖像存儲(chǔ)在SDRAM之中。采集到的光斑圖像經(jīng)畸變校正、濾波、閾值分割和中心提取等一系列硬件圖像算法處理,成功提取出光斑中心坐標(biāo)。本文對(duì)新設(shè)計(jì)的光斑檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了電路調(diào)試和程序修改,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)論與理論分析基本一致。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了系統(tǒng)精度測(cè)定實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明,系統(tǒng)誤差基本在1mm