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在线材生产过程中,线径是线材质量控制的一项重要指标,它直接影响线材的产品质量、成本,线材质量偏差将会带来资源浪费和经济损失等问题。线径测量的方法有很多种类,其中平行光投影法就是比较常见的线径测量方法,该方法结构比较简单、成本比较低。但是,其测量精度受到CCD像元尺寸和光源平行度限制。虽然可通过选用更小像元尺寸CCD和复杂的扩束准直系统来提高测量精度,但需增加测量系统的制作成本和难度。因此,针对平行光投影法存在的问题,本文设计了一种基于ARM Cortex-M4微处理器采用亚像元边缘检测算法提高测量精度的非接触式线径测量系统。论文设计的线径测量系统分为了三个部分:(1)投影法光学系统设计、(2)电子学设计及(3)系统软件设计。其中:在光学系统设计中,通过对比多种线径测量方法,最终选择改进后的正交结构平行光投影法作为系统的测径方法,带有待测线材信息的光束经过滤波片后,投影到线阵CCD光敏面上。而在硬件电路设计中,以ARM M453VG6AE作为系统主控芯片,将相关电路分为:CCD驱动模块、视频信号采样模块、数据通信模块和LCD显示模块。由M453VG6AE实现对线阵CCD TCD1103GFG驱动时序控制。视频采样则采用内置式12位高速ADC完成数据转换。数据通信采用PL2303实现系统与上位机之间的数据交换。LCD1602A用于显示测量结果。最后,在系统软件设计中,使用C语言实现硬件电路各模块联动工作的软件设计。重点研究了亚像元边缘检测算法对线径测量系统测量数据的处理,用差分算子进行粗定位,再用五次多项式拟合的亚像元边缘检测算法实现精定位。该方法与阈值电平法相比,测量结果具有比较好的精度和稳定性。实验结果经过标定后,获得较高的测量精度,表明本设计方案具有一定可操作性和实用性。