基于线阵CCD的运动板材边缘检测器设计

摘要

在板材连续生产设备和带钢、布匹等处理设备中，都要求所生产板、带材边缘整齐。随着工艺设备的改进，机组速度逐年的提高，对板材的加工要求也逐渐提高，但在实际的生产过程中，各种外界干扰会对板材正常行走的条件带来影响，从而使板材跑偏。而板材的偏离会导致板材边缘不整齐，若板带偏移过大甚至会造成断带等生产事故。为适应板材快速连续生产，使板材无故障运送，并且卷取时边缘整齐，必须对板材运送的“跑偏”进行检测，并加以控制。目前国内采用的边缘检测设备多数为国外进口，以德国EMG公司和BST公司产品为主。国内自行研制的产品由于在检测精度及工作稳定性等方面有待改善，因而现场应用较少。 本文提出了一种利用线阵CCD的图像快速采集功能对运动板材边缘进行检测的方法。该方案用平行光投射系统来照明，采用一片AVR单片机驱动CCD工作并对测量结果进行处理，有效地简化了硬件结构。介绍了一种CCD输出信号的处理电路及其二值化原理，并给出了系统硬件、软件设计方案。实验证明，该方案的测量精度可达到0.03mm，响应时间少于20ms。

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第一章绪论

1.1运动板材边缘检测技术的重要意义

1.2国内外运动板材边缘检测技术的水平及现状

1.3运动板材边缘检测的主要方法

1.4基于CCD的运动板材边缘检测器的特点

1.5本课题的研究目的及意义

1.6本课题研究的主要内容

1.7创新点

第二章测量系统的基本设计方案

2.1系统的测量原理

2.2测量系统总体构成

2.3测量系统的可行性分析

2.4本章小结

第三章测量系统的硬件结构

3.1测量系统的硬件构成

3.1.1 CCD的原理及选择方案

3.1.2微处理器的选择

3.2 CCD的驱动方法及电路设计

3.2.1 CCD的驱动方法

3.2.2 CCD的驱动电路设计

3.3 CCD信号处理与数据采集电路设计

3.3.1二值化处理方法及电路设计

3.3.2放大滤波电路设计

3.3.3串口电路

3.3.4 LCD显示

3.4光学系统

3.4.1照明光源

3.4.2照明方式

3.5本章小结

第四章测量系统的软件设计

4.1测量系统的软件工具

4.2测量系统的软件设计流程

4.3 CCD的驱动及信号处理

4.3.1 CCD的驱动

4.3.2信号处理电路的设计原则

4.3.3 CCD输出信号的处理与显示

4.4数据传输

4.5本章小结

第五章试验及误差分析

5.1实验装置及实验方法

5.2试验数据及结论

5.3实验误差分析

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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