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随着信息技术的发展，以CCD为数据采集源的图像采集技术取得了长足的进步，作为一种新型的非接触式图像传感器，CCD被广泛用于景物鉴别、遥感成像、图文传真、高精测量和工业控制等领域。本文利用CCD图像传感器，设计了一种结合线阵CCD和改进型光斑中心定位算法的激光测厚系统，实现了钢材表面厚度的检测。本文主要完成的工作：1、采用激光三角测量法的理论进行了测厚系统的光路设计。在使用激光三角测量原理和方法的基础上，引入恒聚焦光路的概念，计算相关光学系统的设计参数，提高了测量精度和稳定性。2、亚像素光斑中心定位算法的设计。分析了亚像素光斑中心定位算法的前提条件，同时对常用的亚像素光斑中心定位算法进行综述，最后提出了一种基于相关函数和高斯拟合极值法的改进型亚像素光斑中心定位算法。利用算法对理想波形进行处理，验证了算法的有效性。3、激光测厚系统的设计与实施。设计了激光测厚系统的软硬件系统结构，将整个系统划分为激光三角测量光学系统模块、CCD数据采集模块、ARM算法处理模块。设计了CCD输出信号噪声处理电路及CCD信号采集传输模块，并使用ARM嵌入式平台完成了光斑中心定位算法的设计。在完成软硬件设计后，对系统进行严格调试。实验结果表明，该激光测厚系统能够实现对钢材表面厚度变化进行精确检测的目的。在实验室条件下，基于CCD的激光测厚系统精度达到了14μm，最后分析了影响系统测量精度的主要误差因素。