浅议基于arm的细丝直径测量系统的研究和实现

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1、东南大学硕士学位论文基于ARM的细丝直径测量系统的研究和实现姓名：吴东兴申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：徐造林20090501摘要随着现代工业和科学技术的发展，传统的测量方法如卡尺测量等，无法满足高精度、高速度和非接触式几何尺寸测量要求。基于电荷耦合器件(CCD)的图像测量技术是近期在测量领域形成的一种新技术，其核心是对CCD输出信号的处理，从而在CCD输出信号中提取出与被测量物体相关的信息。现有的CCD信号处理方法，一般有二值化法和采样法。二值化法是通过电压比较器将CCD输出信号转换成非止即负的二值化电平来

2、测颦被测物体的几何尺寸，一般由单片机和适当的二值化电路就可完成CCD输山信号的处理，适川丁．测量精度要求不高的场合。而采样法是将CCD输出信号经过A／D转换，然后由PC机来处理数字信号从而完成测量，但是由PC机组成的测量系统存在系统便携性不好、成本较高等问题。近年来，随着嵌入式技术的飞速发展，基y-ARM核的RISC处理器性能的逐渐提高，可以满足CCD信号采样、处理和计算的实时性要求，实现在线测量。本文应用激光衍射法测量细丝直径理论，提出了一个基于ARM的细丝直径测量系统的软硬件解决方案。系统采刚线阵CCD接收细丝激光衍射条

3、纹，本文设计了基丁．舣端口存储器的光信号采集系统，实现了与ARM处理器的平台连接。去噪和CCD细分技术是计算细丝直径的关键技术。在衍射信号的去噪方面，针对细丝直径测量这一特殊应用，提出了对均值滤波的改进方法一局部均值滤波，从而提高了实时性。在暗条纹间距计算上，提出了基-『．筹分的方法，其和传统使州的曲线拟合法相比具有相同测量精度，但信号处理的时问略有。卜．降。本文使用$3C2440实现了细丝直径测量系统，其以CAN总线连接到整个现场总线控制测量网络中，通过仿真实验证明本测量系统具有较高的精度和较好的实时性。关键宇：细丝直径测

4、量，ARM，线阵CCD，嵌入式系统，去噪，CCD细分技术AbstractAsthemodemindustrialandscientificdevelopment。thetraditionalmeasurementmethodssuch懿measuringcalipers．cannotmeetthehigh-precision，high—speedandnon-contactmeasuringneeds．ImagemeasurementtechnologybasedOilcharge-coupleddevice(CCD)isa

5、newtechnologyinmeasurement，whosecoretechnologyisprocessofCCDoutputsignal，extractinginformationassociatedwithmeasuredobjectsfromCCDoutputsignal．TheexistingmethodofCCDsignalprocess，generallyhavebiwarizationandthesamplingmethod．BinarizationemploysvoltagecomparatortOpr

6、ocessCCDoutputsignal，tomeasuregeometricsizeofdetectedobjects，whichiSsuitableforlow-precisionoccasions．ThesamplingmethodiSthatpersonalcomputerprocessesdigitalsignalwhichisconvertedbyCCDoutputsignal．However,measurementsystemcomposedofpersonalcomputerhasproblemssuchas

7、badportabilityandhighcost．Inrecentyears，withtherapiddevelopmentofembeddedtechnology,performanceofARMprocessor3graduallyincreases，whichresultsinthatARMprocessorsiscapableofsampling，processing，computinginreal—timeandachievingon·linemeasurement．Ahardwareandsoftwaresol

8、utionforfilamentmeasurementsystemwhichmeasuresfilamentdiameterbylaserdiffractionisproposedinthispaper．MeasurementsystememployslineararrayCCDtOrec