數字水準儀的數據采集與處理系統研究
2012-12-24
數字水準儀是在自動安平水準儀的基礎上發(fā)展起來的，他采用條紋編碼標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尺成像轉換成數字信息，再利用數字圖像處理技術來識別標尺條碼進而獲得標尺讀數和視距。
本文設計的數字水準儀數據采集系統是以89C51單片機為核心，Intel8253計數器作為同步控制器，控制A／D轉換器對CCD的輸出信號定時采樣。系統采用等間隔、多周期采樣的方法實現低速A／D轉換器對高分辨率線陣CCD輸出信號的數據采集，并將采集結果通過串口傳給微機，在微機系統采用數字濾波、邊緣檢測等數字圖像處理技術對采集數據進行數據處理，提取條碼邊緣，再根據幾何光學物象比的關系，求出視距和視線高讀數。
3．3 數字濾波程序模塊
采集結果通常混雜有噪聲信號，為提高測量精度，本系統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，再運用指數基的平滑濾波 器方法，對采集圖像進一步作平滑處理。經實驗結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
對標尺條碼的邊緣檢測是數字水準儀數據處理系統中非常重要的環(huán)節(jié)，邊緣檢測的定位精度將直接影響條碼識別的準確度。為使被噪聲污染的條碼圖像很好的檢測出邊緣，結合數字水準儀標尺條碼的特點，本系統選用基于指數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Canny設計思想導出的邊緣檢測算子，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 電能質量分析儀 http://www.hhei175.com/
本文設計的數字水準儀數據采集系統是以89C51單片機為核心，Intel8253計數器作為同步控制器，控制A／D轉換器對CCD的輸出信號定時采樣。系統采用等間隔、多周期采樣的方法實現低速A／D轉換器對高分辨率線陣CCD輸出信號的數據采集，并將采集結果通過串口傳給微機，在微機系統采用數字濾波、邊緣檢測等數字圖像處理技術對采集數據進行數據處理，提取條碼邊緣，再根據幾何光學物象比的關系，求出視距和視線高讀數。
3．3 數字濾波程序模塊
采集結果通常混雜有噪聲信號，為提高測量精度，本系統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，再運用指數基的平滑濾波 器方法，對采集圖像進一步作平滑處理。經實驗結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
對標尺條碼的邊緣檢測是數字水準儀數據處理系統中非常重要的環(huán)節(jié)，邊緣檢測的定位精度將直接影響條碼識別的準確度。為使被噪聲污染的條碼圖像很好的檢測出邊緣，結合數字水準儀標尺條碼的特點，本系統選用基于指數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Canny設計思想導出的邊緣檢測算子，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 電能質量分析儀 http://www.hhei175.com/
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