提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的CCD自准直测角系统。以FPGA作为系统处理核心;以自适应调节模块为CCD驱动发生器提供准确的波形时序;采用边缘检测算法获得图像的像元级边界;通过最小二乘拟合算法计算得到光斑圆心位置;利用VHDL语言以及MAX+plus II软件完成了系统设计。系统测试和实验表明:所设计的片上系统具有高精度、高集成度的特点。 基于FPGA的自准直系统数据处理技术O1X光源Of物镜2兹兹反射镜图1自准直测量原理可化简为ΔL=2θf'(2)此时，像点相对于电零位的偏移量为ΔL，其对应的平面镜法线与主光轴的夹角θ为θ=12ΔLf(3)由此可见，只要精确的提取反射光线像点中心的位置，本文有张家港市泰宇机械有限公司全自动滚圆机采集网络整理 http://www.gunyuanji.com  测量原理-电动液压滚圆机数控缩管机价格低电动液压滚圆机多少钱即可获得平面镜法线方向相对与准直光学系统主光轴的夹角。2基于FPGA的系统组成与实现系统采用模块化设计，设计出一个小型片上系统。整个系统由4个重要模块组成:光积分时间自适应调节模块、线阵CCD驱动时序发生器模块、像素检测模块以及圆心拟合算法模块。其中，驱动时序发生器控制CCD图像传感器的各路时序信号，使之能够正常工作;光积分时间自适应调节模块则根据CCD的输出信号幅值，自动调节时序信号序列;像素检测模块和圆心拟合算法模块对数据进行处理及优化，最终得到符合精度要求的角度数据。系统功能结构如图2所示。上位机RS232收发机JTAG接口FPGA配置芯片通信模块FPGA像点捕捉接收模块光积分自适圆心拟合应调节模块边缘检测CCD驱动时序发生器CCD图像传感器图2系统功能框图硬件上，本文使用的FPGA器件EP2C70拥有68416个逻辑单元，1．1Mbit的嵌入存储器、支持从4608～68416LE的集成度;包含内部嵌入式乘法器，支持DSP运算:先进的I/O，支持PCI，DDＲ和DDＲ2等多种接口;全局时钟管理及嵌入式锁相环;支持AlteraIPCore及NiosII嵌入式处理器。2．1光积分时间自适应调节模块为保证自准直角度测量的精度，CCD的输出信号在不失真的前提下应具有较高的信噪比。而对于光积分时间固定的CCD，光照强度过强可能导致其输出信号严重失真测量原理-电动液压滚圆机数控缩管机价格低电动液压滚圆机多少钱本文有张家港市泰宇机械有限公司全自动滚圆机采集网络整理 http://www.gunyuanji.com