图像式远程目标微小位移监测系统的设计与实现

摘要

该论文把工作定位在研制一套能够用于远程目标微小位移监测的高精度、低功耗、使用方便并且具有多点监测以及远程通信能力的自动监测系统上.该系统设计的基本思路是使用CCD摄取目标图像,通过监控目标中心在图像中的位置变化实现对远程目标微小位移的准确监测.该论文的主要工作如下1.对监测系统的总体结构、硬件以及软件进行了详尽的设计.系统以PC/104嵌入式计算机为控制核心,利用激光、CCD和图像处理技术共同实现目标移监测;采用PC/104总结构建硬件系统实现系统的小型化、低功耗以及高可靠性需求;使用卡进电机与经纬仪使系统具有多点监测功能;利用RS232串口和数传电台使系统可以与远程控制中心进行通信.2.对影响系统测量精度以及可靠性的主要因素进行了深入的分析,并且根据这些分析提出了相应的解决方法.3.对大部分设计工作进行了理论证明和实验验证,并取得了一系列具有较大借鉴意义的结果.论文在完成以上工作之后,初步建立了一套目标距离1km、测量位移分辨率1cm、能进行多点监测以及远程通信、同时适应各种天气变化的小型、自动监测系统.它具有成本低、可靠性高、体积和功耗小、安装和使用都非常方便等特点,可以很好的用于山体、桥梁、大坝等各类物体的安全监控工作,有较大的理论和实用价值.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明

第一章绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2国内外研究现状及主要问题

1.3本文的主要工作及创新

第二章系统总体设计

2.1系统的功能需求

2.2监测方案设计

2.2.1监测方案设计的理论依据

2.2.2 系统的监测方案

2.3系统的总体结构设计

2.4系统的具体结构设计

2.4.1处理控制中心的构成

2.4.2目标定位模块的构成

2.4.3图像采集模块的构成

2.4.4对外通信模块的构成

2.4.5标靶模块的构成

2.4.6系统的整体结构

2.5影响系统精度和可靠性的主要因素及其分析

2.5.1大气衰减

2.5.2大气湍流

2.5.3拍摄环境

2.5.4 系统各部件的精度

第三章硬件设计

3.1硬件系统结构

3.2系统各个功能模块的具体设计

3.2.1处理控制中心的硬件设计

3.2.2目标定位模块的硬件设计

3.2.3图像采集模块的硬件设计

3.2.4对外通信模块的硬件设计

3.2.5靶标模块的硬件设计

第四章软件设计

4.1软件的系统结构

4.2软件各模块的详细设计

4.2.1 系统初始化控制模块

4.2.2设置目标数目模块

4.2.3设置目标坐标模块

4.2.4设置标准间距模块

4.2.5系统运行控制模块

4.2.6靶心定位模块

4.2.7目标对准模块

4.2.8位移计算模块

4.3部分核心模块的具体实现

4.3.1靶心定位模块的实现

4.3.2串口通信模块的实现

第五章系统精度及其误差分析

第六章部分实验结果及其讨论

第七章结论

参考文献

附录1 PC/104总线引脚功能详图

附录2系统控制卡电路图

附录3靶心定位模块的部分程序代码

附录4 VC++中MSCOMM控件的几个重要属性

致谢

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