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節，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.gffae.cn/
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節，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.gffae.cn/
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