分光测色仪平台运动控制器设计

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1、第一章绪论1.1引言数字图像处理也称计算机图像处理，是指利用数字计算机或其它数字硬件，对图像进行加工利分析，以达到人们要求的某些预期效果。随着计算机技术的发展，数字图像处理技术近年来得到了极大的重视和发展，出现了许多有关的新理论、新方法、新算法、新手段和新设备，并已在科学研究、工农业生产、医疗卫生、文化教育、军事和航空航天等方面得到了广泛的应用，对推动社会发展，改善人民生活都起到了重要的作用。数字图像处理技术目前己成为工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理学、化学、牛物学、医学，甚至社会科学等领域各学科之间学习和研究的交叉学科。对于当今复杂的数字图像处理技术，色彩管理是尤为重要

2、的一个环节。面对数字技术的飞速发展和图像设备及卬刷制品的日益增多，我们需要一个灵活且相对完善的色彩管理方案，使得不同设备对同一色彩成像效果达成一致。色彩不但是设计的要素，也是产品的验收标准，即使客户勉强收下一-份色彩不满意的印品,下次可能就不再光顾。很多公司就是因为色彩品质方面的问题而流失垂要的客户。可见，掌握色彩呈现的规律、控制色彩品质，是生产制作必须精通的技术。单单拥有先进的器材而没有良好的技术配合，在剧烈的行业竞争下，免不了遭淘汰的命运。要掌握色彩呈现的规律，便需要为色彩的表示和传递建立一套标准。冃前较流行的色彩管理系统如LinoColor>Agfa的Phototone等，都

3、是向着这个方向发展,透过一套描述设备色域的标准规格（ICC对照档），利用颜色计算软件来进行色域的统一转换运算，以减少色彩资料在传递过程中因色域和规格不同而产生的色彩偏差和失真。实施这些色彩管理系统，首先要找出设备的色域特质。而描述色域最常用的方法，就是CIELabm是国际照明协会，根据人眼视觉特性，把光线波长转换为亮度和色相的一套描述色彩数据，其中L是描述色彩的亮度，a代表描述色彩偏红偏绿的稈度，b则代表描述色彩偏黄偏蓝的程度。在CIELab色彩空间内，每一个人眼可见的颜色，都有一个属于该颜色的位置，通过比较两种颜色位置的远近，我们便可以判定它们颜色的近似程度。由于可见光线光谱是这

4、套数据的基础,因而能够涵盖由屏幕和印刷所产生的色彩，亦可用来代表人眼的色域。设备色域的精确测量及表示是设备彩色管理的基础。要描述一台设备木身所固有的色域特性，首先就要产生设备所涵盖色域的色彩样木集，然后用分光测色仪对色彩样本集各样本的光谱特性进行测量，最后通过特定的处理软件对色彩样本集的测试数据进行分析处理，生成该设备的彩色特性描述文件。利用该彩色特性描述文件，借助彩色管理系统，就可实现该设备色彩的真实获取和再现。分光测色仪是设备色域精确测量的重要途径，色彩样木光谱特性测试的速度及精度是分光测色仪的主要指标。本设计的研究对象为分光测色仪平台的运动控制。1.2应用背景与研究冃的分光测

5、色仪⑵有台式和便携式两种。台式一般体积较大，不适于携带或者是现场测量。但由于其精度高，稳定性好，且可以和各种电脑连接便于数据库的建立，所以可以更好的进行颜色的管理。便携式测色仪相对比较轻便，可以在现场测量。但其精度较低，且有些不能与计算机相连，容易造成用户对测量数据的丢失和不易管理等。对于台式分光测色仪而言，色彩信息的采集是针对一个色靶⑶样本集进行的。靶样本集包含了庞大数量的小色块，如果使用人工方式对色块逐一测量，必定会因时间或其他不确定因素引起颜色变化，影响采集数据的结果。因此，一个可以拖载测量头高速运动的平台就成为分光测色仪不可或缺的部分。本课题来源于本单位的纵向研究项目，为高

6、性能信息输入输岀设备的研制和使用提供用于设备彩色特性自动测控的高性能测色仪器。本文研究的目的就是针对台式分光测色仪，对其运动控制平台进行设计，控制测量头按指定方式和路线在样木色靶上定位。以简化测色仪的设计、提高测色的速度和精度。1.3本文主要工作及内容安排本设计中的主要工作就是分析分光测色仪的运行需求，在新的EDA开发技术发展背景下，利用数控体系知识，为平台式分光测色仪设计高速的运动控制系统。并着重于平台运动控制中插补和速度控制的硬件算法实现。通过高速USB接口及交互式操作面板的设计，实现测色头对色靶样本集的高速定位⑷。本文各章节安排如卜：第一章绪论：阐述了课题的背景以及木文的章节

7、安排；第二章运动控制技术简介：简单介绍了运动控制系统的构成，着重叙述了步进电动机的相关知识，以及插补和速度控制的理论基础，最后为系统做出了方案选择；第三章运动控制平台的方案设计：分析运动控制平台的功能需求，并提出可行的总体设计方案；第四章运动控制平台的硬件设计：针对提出的设计方案，详细叙述控制平台的硬件电路以及逻辑设计；第五章运动控制器的设计实现：提出了新的变速控制方式，实现了基于硕件逻辑语言的插补算法和电机加减速控制；第六章USB通信接口及测试程序的设计：根据USB