基于ccd成像技术测量设计

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1、湖南大学物理与微电子科学学院课程设计HUNANUNIVERSITY光电子课程设计题目基于CCD成像技术测量设计学生姓名李湃刘泊荣王晓夏胜轩指导老师黄桂芳25湖南大学物理与微电子科学学院课程设计目录：摘要　　――――――――――――――――――――――――――――――――－2CCD简介　　―――――――――――――――――――――――――――――－2彩色线阵CCD实验仪及相关软件　　　―――――――――――――――－4仪器及软件使用说明　　―――――――――――――――――――――――5模版测量实验　　――

2、―――――――――――――――――――――――――基于CCD扫描的电脑识别条形码实验――――――――――――――总结　　　　―――――――――――――――――――――――――――――－附录一(程序源代码)―――――――――――――――――――――－附录二（参考文献）――――――――――――――――――――－附录三(心得体会)―――――――――――――――――――――－25湖南大学物理与微电子科学学院课程设计摘要本课程设计我组选取的课题是“基于CCD成像技术测量设计”，所使用的实验设备是彩色线阵CCD实验仪

3、及电脑。利用CCD实现光信号到电信号的转变，利用电脑软件辅助采集测量数据。我们通过测量样板的长度、角度、颜色实验熟悉了实验设备。在此基础上，对采集到的国际商业标准的商品条形码进行了测量。同时编写程序对实验数据进行分析进而得到条形码的编码。实验结果很理想，除一个条形码因为材料问题辨别有误，其他条码均辨别正确。CCD简介ChargeCoupled25湖南大学物理与微电子科学学院课程设计Device（CCD）电荷耦合器件。CCD是一种半导体装置，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素（

4、Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就把图像像素转换成数字信号。CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛，只不过摄像机中使用的是点阵CCD，即包括x、y两个方向用于摄取平面图像，而扫描仪中使用的是线性CCD，它只有x一个方向，y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。线阵CCD单排感光单元，数目可以做得很多，在同等测量精度的前提下，其测量范围可以做的较大，并且由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率响应高，能够实现动态测量，并能在低照度下工作，所以

5、线阵CCD广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域。　由于CCD像元是有间隔的，不论面阵还是线阵CCD获取的图像外观虽然是致密的，但实质上都是离散图像，但面阵CCD像元在纵横两个方向间隔一致，其图像的离散度是一致的，而线阵CCD图像由于存在像元间距和扫描行距，像素点在两个坐标方向上的距离分别是像元间距和扫描行距，一般来说扫描行距受机械传动部分的限制，远大于像元间距。线阵CCD获取二维图像，必须配以扫描运动，在此过程中，线阵CCD在电机驱动下水平前移，按照固定的时间间隔采集一行图像。

6、CCD采集图像的时间间隔主要取决于光积分时间，也应该是相等的，因此行距应该是相等的，但由于电机运动产生的振动、启停过程中速度的变化，特别是机械传部分的误差都会影响采集行距的一致性，同时，线阵CCD自身光积分时间也会影响采集行距。25湖南大学物理与微电子科学学院课程设计彩色线阵CCD实验仪及相关软件我们选用的是YHLCCD－IV型彩色线阵CCD多功能实验仪。仪器各部件介绍：标号名称及功能标号名称及功能1电源开关9积分时间设置按钮（十位加1）2二值化阈值电平调节按钮（加1）10积分时间设置按钮（个位加1）3二

7、值化阈值电平调节按钮（减1）11驱动频率设置按钮（循环加1）4硬件二值化开关12仪器显示面板5振动装置电机开关13顶盖（可拿下）6计算机并口连接端口14测量端子7积分时间设置按钮（个位减1）15测量用接线柱（未显示）8积分时间设置按钮（十位减1）16220V电源接入口（未显示）程序界面（如图1）25湖南大学物理与微电子科学学院课程设计程序菜单各选项与下面的快捷图标一一对应。分别为打开文件、保存、数据采集方式、数据显示方式、采集间隔、版本信息键。软件界面的下方一般有阈值调节框、测量条件框、测量进度框、以及放

8、大倍率框计算框。分别完成对应功能。在最下方的状态指示条上有软件状态指示（图中为“就绪”）、信号饱和状态指示、信号垂直度指示。参照这些状态指示，完成实验中镜头的调节工作。仪器及软件使用说明仪器部分：1、电源开关：确认将电源连线（插口位于仪器后面）连接至交流220V电源后，拨动此开关，本开关电源指示灯应点亮。说明电源已经接通，实验仪可以开始工作了。2、驱动频率设置按钮：调节驱动频率，显示数字为“0”——“3”循环，“0”表示1MH