面阵CCD

摘要： 微型化是拉曼光谱仪的发展趋势,面阵CCD具有灵敏度高、动态范围大、量子效率高、体积小等优点,非常适合用来对拉曼光谱进行探测。设计一种基于现场可编程逻辑器件的面阵CCD光谱采集系统,系统以Hamamatsu公司的S11510-1106型面阵CCD作为光电传感器,通过FPGA芯片及Verilog语言实现对整个系统的控制,使用CCD专用信号处理芯片AD9823与模数转换芯片ADS8381,基于相关双采样原理对CCD信号去噪并实现高速A/D转换,同时用串口完成CCD数据传输,最后在上位机软件上显示采集的光谱数据。测试结果表明,该系统能够正确地采集与显示光谱信息,且电路体积小、控制时序精确、采集效果良好,非常适合作为微型拉曼光谱仪的光谱采集系统。

摘要： 针对典型光电测试系统光幕结构复杂、测量精度低的问题,本文提出一种线激光辅助面阵CCD光学成像方法测量弹丸的位置信息;通过分析弹丸穿过激光光幕在面阵CCD上的成像原理,给出弹丸成像所占面阵CCD像元位置信息与弹丸空间位置的关联函数,结合线阵列光电探测器接收弹丸过幕信号的编码点位置,构建弹丸空间位置解算模型;根据仿真分析,在1 m×1 m探测区域内x,y坐标最大误差均小于3.5 mm;通过与木板靶测试进行对比实验,验证了激光辅助面阵CCD光学成像测量弹丸位置信息的科学性和正确性。

摘要： 为了实现对加工中心刀具磨损的精密检测,设计了一种基于面阵CCD的刀具磨损精密检测系统.首先,使用激光作为光源,根据坐标转换原理设计了系统结构,利用FPGA产生面阵CCD所需的驱动时序信号;然后,将CCD输出的模拟信号经过信号处理电路转换为二值化数字信号,最后,由FP GA采集发送到上位机中使用LOF算法进行异常点剔除处理.实验测试表明,该系统磨损检测精度可达1μm.该系统具有体积小、精度高,测量速度快,输出信号稳定,抗干扰能力好等特点,可广泛用于刀具磨损检测.

摘要： 为解决线阵CCD空间滤波技术无法直接测量滚筒颗粒流速度场的整体分布,并且难以准确测量颗粒流中具有复杂速度变化的单点区域的问题,提出了基于面阵CCD空间滤波技术的滚筒颗粒流测量方法.通过对采集图片进行分割,模拟子滤波器,对每个模拟子滤波器区域分别进行空间滤波测速,最终得到滚筒颗粒流速度场整体分布.对于滚筒颗粒流中具有复杂速度变化的边壁区域采用正交算法进行速度矢量和运算,避免了角度测量的误差,从而提高了对单点位置速度测量的精度.最后,搭建了实验装置,对测量方法进行了实验验证,并分析了方法时空分辨率,标定了方法精度.研究结果表明,该方法能够测量滚筒颗粒流速度场整体分布,测量误差小于2％.

摘要： 针对目前单缝衍射实验存在的问题,提出了一种改进的测量方法,该方法基于面阵CCD及相关软件,实现了单缝衍射图样的采集显示,较好地完成了单缝宽度的测量,并且测量速度快,测量结果与实际结果吻合较好.

摘要： 本文阐述了一种基于面阵CCD的双轴自准直仪的长距离测量方法.其间利用上位机对十字叉丝的图像处理结果与德国ELCOMAT 3000测角真值进行比较,验证光学系统的测角精度,并采用灰度重心法与最小二乘法相结合的算法,使定位精度达到亚像素级.分析结果显示,在±10″内测量精度优于0.2″,在±100″内测量精度优于3″.试验结果表明,该方法具有较高的实用价值.

摘要： 设计了一种在实验室环境下模拟工业现场高速线材椭圆度监测系统,利用三相机测量的方式,实现了线材椭圆度的非接触式测量。首先选取双侧远心镜头、准直光源、高速面阵CCD工业相机对线材实时图像进行采集,并对相机进行标定与畸变矫正;随后对三路相机采集到的实时图像依次预处理,提出了一种自适应Ψ值运动模糊图像恢复方法;最后通过霍夫变换检测到的两条直线上点分别计算出三路相机测得的线材直径,并利用直径计算出线材椭圆度。研究结果表明,在实验室条件下该系统的测量精度达到了实际工业生产中所需的精度,有望在高线生产线上投入使用。

摘要： 静止轨道卫星差分吸收光谱仪采用摆扫成像方式对大气进行探测,针对其工作时CCD成像系统信噪比大于1 000、高速探测模式下探测周期小于10min、高分辨率模式下探测周期小于1h的要求,进行CCD成像系统设计.选取CCD47-20作为探测器,设计成像电路实现光谱图像信号的采集和上传.分析了帧叠加和像元合并对时间、空间分辨率的影响.结合帧转移CCD的特点设计了每个位置最后一帧读出时摆镜转动的成像方式,并合理设置了帧叠加数和像元合并数,达到优化成像周期的目的.1s曝光时间条件下,该CCD成像系统的高速、高分辨率模式探测周期分别为515s和3 315s,图像信噪比均大于1 000,污染物观测实验中未出现失帧或重复的现象.该CCD成像系统方案满足静止轨道星载差分吸收光谱仪的探测需求,为静止轨道环境监测仪器设计提供参考.

摘要： Aiming at the problems that the measuring accuracy of traditional digital level is affected by measurement distance and field of view and the fixed code element can hardly ensure the measuring accuracy both at long and short distances, to further improve the measuring accuracy of digital level, the paper puts forward an encoding and decoding scheme. Taking advantage of the isotropic nature of circle, it uses circular bar codes to substitute the traditional bar code for preparation, uses area array CCD to obtain two-dimensional encoded images, applies different encoding systems at different distances, uses the maximum similarity matching algorithm in rough measurement and makes resolution based on proportion in accurate measurement. Comparative experiments show that this method has a higher resolution, higher measuring accuracy, and can realize high-accuracy and quick leveling. Measuring range of the device is 2-100 m and the absolute error of single point measurement is less than ±0.2 mm.%针对传统的数字水准仪测量精度受到测量距离和视场的制约,固定的码元难以兼容远近测量的精度等问题,为进一步提高数字水准仪的测量精度,该文提出一种编解码方案,利用圆的各向同性性质,以圆形码代替传统条形码进行编制,并且采用面阵CCD获取二维编码图像,同时在远近不同距离采用不同进制编码,在解码粗测时应用最大相似匹配算法,精测时应用比例求解.对比实验证明,该编解码方法分辨率较高,测量更加准确,实现高精度、快速水准测量.测量范围为2~100 m,单点测量绝对误差小于±0.2 mm.

摘要： 航空航天遥感相机空间分辨率指标对图像判读和应用有至关重要的作用。如何提高相机分辨率是研究热点。本文研究一种利用TDI CCD倾斜摆放的方法获取高分辨率图像，结合正常模式下的图像，可以实现超分辨率图像重构。为实现超分辨率图像的获取，本文设计了一套TDI CCD俯仰斜模式下的焦平面成像系统。由于倾斜摆放导致TDI CCD的行时间减少一半，使相机的行频和读出频率增加，为此电子学设计时引入高速电路设计方法。从高速相机动、静态成像实验结果可以看出，图像清晰，层次分明，信噪比可以达到41dB以上，满足超分辨成像要求。

摘要： 航空航天遥感相机空间分辨率指标对图像判读和应用有至关重要的作用。如何提高相机分辨率是研究热点。本文研究一种利用TDI CCD倾斜摆放的方法获取高分辨率图像，结合正常模式下的图像，可以实现超分辨率图像重构。为实现超分辨率图像的获取，本文设计了一套TDI CCD俯仰斜模式下的焦平面成像系统。由于倾斜摆放导致TDI CCD的行时间减少一半，使相机的行频和读出频率增加，为此电子学设计时引入高速电路设计方法。从高速相机动、静态成像实验结果可以看出，图像清晰，层次分明，信噪比可以达到41dB以上，满足超分辨成像要求。

摘要： 航空航天遥感相机空间分辨率指标对图像判读和应用有至关重要的作用。如何提高相机分辨率是研究热点。本文研究一种利用TDI CCD倾斜摆放的方法获取高分辨率图像，结合正常模式下的图像，可以实现超分辨率图像重构。为实现超分辨率图像的获取，本文设计了一套TDI CCD俯仰斜模式下的焦平面成像系统。由于倾斜摆放导致TDI CCD的行时间减少一半，使相机的行频和读出频率增加，为此电子学设计时引入高速电路设计方法。从高速相机动、静态成像实验结果可以看出，图像清晰，层次分明，信噪比可以达到41dB以上，满足超分辨成像要求。

摘要： 航空航天遥感相机空间分辨率指标对图像判读和应用有至关重要的作用。如何提高相机分辨率是研究热点。本文研究一种利用TDI CCD倾斜摆放的方法获取高分辨率图像，结合正常模式下的图像，可以实现超分辨率图像重构。为实现超分辨率图像的获取，本文设计了一套TDI CCD俯仰斜模式下的焦平面成像系统。由于倾斜摆放导致TDI CCD的行时间减少一半，使相机的行频和读出频率增加，为此电子学设计时引入高速电路设计方法。从高速相机动、静态成像实验结果可以看出，图像清晰，层次分明，信噪比可以达到41dB以上，满足超分辨成像要求。

摘要： 航空航天遥感相机空间分辨率指标对图像判读和应用有至关重要的作用。如何提高相机分辨率是研究热点。本文研究一种利用TDI CCD倾斜摆放的方法获取高分辨率图像，结合正常模式下的图像，可以实现超分辨率图像重构。为实现超分辨率图像的获取，本文设计了一套TDI CCD俯仰斜模式下的焦平面成像系统。由于倾斜摆放导致TDI CCD的行时间减少一半，使相机的行频和读出频率增加，为此电子学设计时引入高速电路设计方法。从高速相机动、静态成像实验结果可以看出，图像清晰，层次分明，信噪比可以达到41dB以上，满足超分辨成像要求。

摘要： 小角度测量是角度测量中的一个重要的分支,在军事、航空航天以及精密加工等领域有着广泛的应用.角度测量技术按照其使用原理和测角传感器的类型可以分为机械式测角技术、电磁式测角技术和光学测量技术三种类型,其中光学测角技术以其测量的非接触性、高精度、高灵敏性以及能够实现自动化测量等优点越来越受到人们的青睐.在光学测角技术中最常用的测角方法是自准直测角法,目前市场上精度较高的能够实现二维测量的便携式自准直仪产品大多是国外进口的,价格昂贵,维修护理费用也较高,因此这里研究了采用面阵CCD作为光电接收器件的二维小角度测量系统.文中介绍了系统的测量原理、测量系统的组成,在相关法亚像素中心定位算法的基础上采用Visual C++6.0结合图像处理函数库OpenCV编写了测量系统软件,然后用光楔法对测量系统进行了实验验证.文中,对光楔验证法的实验原理进行了详细阐述,并在Zemax中对光楔验证法进行理论建模,经过比较发现模拟结果与理论推导非常吻合,说明采用光楔法进行实验验证是可行的.最后,经过对光楔法的实验数据分析可以得出,测量系统的测量精度在0.2个像素以内.

摘要： 小角度测量是角度测量中的一个重要的分支,在军事、航空航天以及精密加工等领域有着广泛的应用.角度测量技术按照其使用原理和测角传感器的类型可以分为机械式测角技术、电磁式测角技术和光学测量技术三种类型,其中光学测角技术以其测量的非接触性、高精度、高灵敏性以及能够实现自动化测量等优点越来越受到人们的青睐.在光学测角技术中最常用的测角方法是自准直测角法,目前市场上精度较高的能够实现二维测量的便携式自准直仪产品大多是国外进口的,价格昂贵,维修护理费用也较高,因此这里研究了采用面阵CCD作为光电接收器件的二维小角度测量系统.文中介绍了系统的测量原理、测量系统的组成,在相关法亚像素中心定位算法的基础上采用Visual C++6.0结合图像处理函数库OpenCV编写了测量系统软件,然后用光楔法对测量系统进行了实验验证.文中,对光楔验证法的实验原理进行了详细阐述,并在Zemax中对光楔验证法进行理论建模,经过比较发现模拟结果与理论推导非常吻合,说明采用光楔法进行实验验证是可行的.最后,经过对光楔法的实验数据分析可以得出,测量系统的测量精度在0.2个像素以内.

摘要： 小角度测量是角度测量中的一个重要的分支,在军事、航空航天以及精密加工等领域有着广泛的应用.角度测量技术按照其使用原理和测角传感器的类型可以分为机械式测角技术、电磁式测角技术和光学测量技术三种类型,其中光学测角技术以其测量的非接触性、高精度、高灵敏性以及能够实现自动化测量等优点越来越受到人们的青睐.在光学测角技术中最常用的测角方法是自准直测角法,目前市场上精度较高的能够实现二维测量的便携式自准直仪产品大多是国外进口的,价格昂贵,维修护理费用也较高,因此这里研究了采用面阵CCD作为光电接收器件的二维小角度测量系统.文中介绍了系统的测量原理、测量系统的组成,在相关法亚像素中心定位算法的基础上采用Visual C++6.0结合图像处理函数库OpenCV编写了测量系统软件,然后用光楔法对测量系统进行了实验验证.文中,对光楔验证法的实验原理进行了详细阐述,并在Zemax中对光楔验证法进行理论建模,经过比较发现模拟结果与理论推导非常吻合,说明采用光楔法进行实验验证是可行的.最后,经过对光楔法的实验数据分析可以得出,测量系统的测量精度在0.2个像素以内.

摘要： 小角度测量是角度测量中的一个重要的分支,在军事、航空航天以及精密加工等领域有着广泛的应用.角度测量技术按照其使用原理和测角传感器的类型可以分为机械式测角技术、电磁式测角技术和光学测量技术三种类型,其中光学测角技术以其测量的非接触性、高精度、高灵敏性以及能够实现自动化测量等优点越来越受到人们的青睐.在光学测角技术中最常用的测角方法是自准直测角法,目前市场上精度较高的能够实现二维测量的便携式自准直仪产品大多是国外进口的,价格昂贵,维修护理费用也较高,因此这里研究了采用面阵CCD作为光电接收器件的二维小角度测量系统.文中介绍了系统的测量原理、测量系统的组成,在相关法亚像素中心定位算法的基础上采用Visual C++6.0结合图像处理函数库OpenCV编写了测量系统软件,然后用光楔法对测量系统进行了实验验证.文中,对光楔验证法的实验原理进行了详细阐述,并在Zemax中对光楔验证法进行理论建模,经过比较发现模拟结果与理论推导非常吻合,说明采用光楔法进行实验验证是可行的.最后,经过对光楔法的实验数据分析可以得出,测量系统的测量精度在0.2个像素以内.

摘要： 小角度测量是角度测量中的一个重要的分支,在军事、航空航天以及精密加工等领域有着广泛的应用.角度测量技术按照其使用原理和测角传感器的类型可以分为机械式测角技术、电磁式测角技术和光学测量技术三种类型,其中光学测角技术以其测量的非接触性、高精度、高灵敏性以及能够实现自动化测量等优点越来越受到人们的青睐.在光学测角技术中最常用的测角方法是自准直测角法,目前市场上精度较高的能够实现二维测量的便携式自准直仪产品大多是国外进口的,价格昂贵,维修护理费用也较高,因此这里研究了采用面阵CCD作为光电接收器件的二维小角度测量系统.文中介绍了系统的测量原理、测量系统的组成,在相关法亚像素中心定位算法的基础上采用Visual C++6.0结合图像处理函数库OpenCV编写了测量系统软件,然后用光楔法对测量系统进行了实验验证.文中,对光楔验证法的实验原理进行了详细阐述,并在Zemax中对光楔验证法进行理论建模,经过比较发现模拟结果与理论推导非常吻合,说明采用光楔法进行实验验证是可行的.最后,经过对光楔法的实验数据分析可以得出,测量系统的测量精度在0.2个像素以内.

摘要： 一种面阵CCD靶面与安装定位面平行度的光学检测方法，涉及CCD靶面与机械安装面平行的光学检测方法，它解决了现有CCD机械安装定位面和CCD靶面的平行度差，且很难实现光学系统的焦深要求，进而影响了CCD成像质量的问题，本发明通过把矩形CCD靶面任意一个直角顶点设定为直角坐标系的原点，相应的两个直角边分别为X轴和Y轴。用工具显微镜分别读取CCD靶面的四个顶点与相应的机械安装面之间距离的数值，将测得的四个数值中的三个与原点数值相互作差Δh，再分别除以X，Y方向边长及对角线方向距离l，就可分别得出CCD靶面与安装定位面两平面在X，Y及对角线方向上的夹角。本发明原理简单，精度高，易于实现。

摘要： 本发明涉及一种提高面阵CCD帧频的方法及高帧频CCD器件，包括以下步骤：1）将面阵CCD沿水平方向分成A个单元，每个单元分成若干个上下间隔设置的曝光像敏区和遮挡区；2）面阵CCD曝光，曝光像敏区的m行光敏元生成光生电荷；3）在像敏区行转移脉冲的作用下，光生电荷向下方的遮挡区垂直转移m行；4）重复步骤2）和步骤30共(n/m)次；50面阵CCD曝光，曝光像敏区的m行光敏元生成光生电荷；60在驱动时序脉冲的作用下，面阵CCD逐行水平输出光生电荷。本发明解决了普通面阵CCD无法实现微秒级的连续时间分辨图像记录的问题，本发明可使最高帧频达到百万帧每秒以上，获得亚微秒时间间隔的图像。

摘要： 本发明提供一种列阵激光标线‑面阵CCD高分辨大视场测量系统与方法，其中该系统包括一支撑平台、一便携式水平液槽以及位于支撑平台上的多组激光标线‑面阵CCD图像探测单元、一列阵CCD同步控制器和一计算机图像采集与处理装置，计算机图像采集与处理装置接收CCD图像探测单元同步采集的激光标线图像，并基于便携式水平液槽置于待测表面时的激光标线基准图像得到待测表面激光标线图像测量数据的共水平面基的统一坐标数据表达。本发明利用双曝光差分干涉原理，实现从二维复杂拼接向一维简单串接的转换，将N组CCD坐标严格平顺连接得到分辨率与视场宽度皆为分系统N倍的统一坐标的理想的高分辨大视场系统。

摘要： 一种面阵CCD靶面与安装定位面平行度的光学检测方法，涉及CCD靶面与机械安装面平行的光学检测方法，它解决了现有CCD机械安装定位面和CCD靶面的平行度差，且很难实现光学系统的焦深要求，进而影响了CCD成像质量的问题，本发明通过把矩形CCD靶面任意一个直角顶点设定为直角坐标系的原点，相应的两个直角边分别为X轴和Y轴。用工具显微镜分别读取CCD靶面的四个顶点与相应的机械安装面之间距离的数值，将测得的四个数值中的三个与原点数值相互作差Δh，再分别除以X，Y方向边长及对角线方向距离l，就可分别得出CCD靶面与安装定位面两平面在X，Y及对角线方向上的夹角。本发明原理简单，精度高，易于实现。

摘要： 本发明涉及一种提高面阵CCD帧频的方法及高帧频CCD器件，包括以下步骤：1.将面阵CCD沿水平方向分成A个单元，每个单元分成若干个上下间隔设置的曝光像敏区和遮挡区；2.面阵CCD曝光，曝光像敏区的m行光敏元生成光生电荷；3.在像敏区行转移脉冲的作用下，光生电荷向下方的遮挡区垂直转移m行；4.重复步骤2和步骤3共(n/m)次；5.面阵CCD曝光，曝光像敏区的m行光敏元生成光生电荷；6.在驱动时序脉冲的作用下，面阵CCD逐行水平输出光生电荷。本发明解决了普通面阵CCD无法实现微秒级的连续时间分辨图像记录的问题，本发明可使最高帧频达到百万帧每秒以上，获得亚微秒时间间隔的图像。

摘要： 本发明提供一种面阵与线阵CCD相机组合的多角度扫描探头，包括基座、设置在基座上的线光源、和用于对线光源发出的光束进行导光的光纤，其特征在于：固定在所述基座上的还设有面阵CCD相机和线阵CCD相机，分别触发面阵CCD相机和线阵CCD相机动作的设有第一触发器和第二触发器，所述线光源与面阵CCD相机之间形成第一光路，所述线光源与线阵CCD相机之间形成第二光路，所述面阵CCD相机、线阵CCD相机和线光源三者之间实时共焦。本发明通过优化设计结构，在一台扫描探头上组合安装面阵CCD相机和线阵CCD相机，两相机共用一个线光源，能够同时兼顾大尺度缺陷的扫描速度和小尺度缺陷的局部分辨率的检测要求，以此来提升用户产线的产品检测效率和良率，降低检测设备采购的成本。

摘要： 本发明提供一种列阵激光标线-面阵CCD高分辨大视场测量系统与方法，其中该系统包括一支撑平台、一便携式水平液槽以及位于支撑平台上的多组激光标线-面阵CCD图像探测单元、一列阵CCD同步控制器和一计算机图像采集与处理装置，计算机图像采集与处理装置接收CCD图像探测单元同步采集的激光标线图像，并基于便携式水平液槽置于待测表面时的激光标线基准图像得到待测表面激光标线图像测量数据的共水平面基的统一坐标数据表达。本发明利用双曝光差分干涉原理，实现从二维复杂拼接向一维简单串接的转换，将N组CCD坐标严格平顺连接得到分辨率与视场宽度皆为分系统N倍的统一坐标的理想的高分辨大视场系统。

摘要： 本发明公开了一种双面阵CCD辅助三线阵CCD位姿光学测量及校准方法。步骤1：器材准备，确定合作目标，采用三个红色LED光点作为合作目标；步骤2：测量仪器安装；步骤3：柱面镜镜头设计，线阵CCD相机镜头采用柱面镜和滤光片组成；步骤4：进行测量，通过快速捕捉过程、粗调计算过程、精调计算过程和校准过程直至获得精调坐标数据。本发明基于像方远心光路的光学镜头，不仅满足系统大视场、大景深、低畸变的要求，而且采用双面阵CCD辅助三线阵CCD完成测量系统的构建。

摘要： 本申请提供一种高精度航空面阵CCD相机异速像移物理仿真及验证系统和方法，系统包括气浮平台、平行光管、动目标发生器、反射镜组件、航空环境模拟试验箱、CCD成像组件、以及计算机采集及分析系统，平行光管固定在气浮平台上，提供匀速运动无穷远目标；动目标发生器设置在气浮平台上，并设置在平行光管的一端前方，用于模拟飞机倾斜引起的像移；反射镜组件设置在平行光管的另一端前方，用于反射平行光管的入射光，进行成像；CCD成像组件设置在航空环境模拟试验箱内，捕获目标并成像；计算机采集及分析系统与CCD成像组件连接，接收输出的动态目标成像并进行像移补偿效果的分析、计算。具有高精度性、克服了现有像移验证系统不具备异速像移功能的缺点。

摘要： 本实用新型提供一种面阵与线阵CCD相机组合的多角度扫描探头，包括基座、设置在基座上的线光源、和用于对线光源发出的光束进行导光的光纤，其特征在于：固定在所述基座上的还设有面阵CCD相机和线阵CCD相机，分别触发面阵CCD相机和线阵CCD相机动作的设有第一触发器和第二触发器，所述线光源与面阵CCD相机之间形成第一光路，所述线光源与线阵CCD相机之间形成第二光路，所述面阵CCD相机、线阵CCD相机和线光源三者之间实时共焦。本实用新型通过优化设计结构，在一台扫描探头上组合安装面阵CCD相机和线阵CCD相机，两相机共用一个线光源，能够同时兼顾大尺度缺陷的扫描速度和小尺度缺陷的局部分辨率的检测要求，以此来提升用户产线的产品检测效率和良率，降低检测设备采购的成本。