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數(shù)字水準儀的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)研究 |
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介紹了數(shù)字水準儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理與設計，以及數(shù)據(jù)處理的方法。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件電路簡單、設計成本低、使用方便。數(shù)據(jù)處理算法采用一維邊緣檢測算子的遞歸算子提取標尺條碼邊緣，大大降低了數(shù)據(jù)處理的運算量，提高了運算速度。實踐證明了該方案的可行性。 關鍵詞：數(shù)字水準儀；數(shù)據(jù)采集；邊緣檢測；A／D轉換器 1 引言 數(shù)字水準儀是在自動安平水準儀的基礎上發(fā)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(shù)字信息，再利用數(shù)字圖像處理技術來識別標尺條碼進而獲得標尺讀數(shù)和視距。 本文設計的數(shù)字水準儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是以89C51單片機為核心，Intel8253計數(shù)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(tǒng)采用等間隔、多周期采樣的方法實現(xiàn)低速A／D轉換器對高分辨率線陣CCD輸出信號的數(shù)據(jù)采集，并將采集結果通過串口傳給微機，在微機系統(tǒng)采用數(shù)字濾波、邊緣檢測等數(shù)字圖像處理技術對采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，提取條碼邊緣，再根據(jù)幾何光學物象比的關系，求出視距和視線高讀數(shù)。 2 硬件電路設計及工作原理 2．1 硬件電路設計 系統(tǒng)硬件電路如圖1所示，主要由89C51單片機、A／D轉換器及其接口電路組成。
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