| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 目录 | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 课题背景和意义 | 第8-9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-12页 |
| 1.3 FPGA 技术的发展 | 第12-13页 |
| 1.4 本文研究的主要内容 | 第13-14页 |
| 第2章 系统原理及硬件电路设计 | 第14-29页 |
| 2.1 线结构光测量原理 | 第14-18页 |
| 2.1.1 二维激光位移传感器原理及其组成 | 第14-15页 |
| 2.1.2 相机透视成像模型 | 第15-16页 |
| 2.1.3 二维激光位移传感器结构模型 | 第16-18页 |
| 2.2 二维激光位移传感器总体设计方案 | 第18-19页 |
| 2.3 CCD 选型及其参数 | 第19-20页 |
| 2.4 系统硬件电路设计 | 第20-28页 |
| 2.4.1 Camera link 接口及其电路设计 | 第21-23页 |
| 2.4.2 FPGA 控制器及其配置电路设计 | 第23-26页 |
| 2.4.3 高速数据存储电路设计 | 第26-27页 |
| 2.4.4 VGA 视频接口电路设计 | 第27页 |
| 2.4.5 上位机串口通讯接口设计 | 第27-28页 |
| 2.4.6 电源模块设计 | 第28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 固件逻辑的设计与实现 | 第29-43页 |
| 3.1 逻辑开发的一般流程 | 第29-30页 |
| 3.2 电路静态时序分析基础 | 第30-31页 |
| 3.3 硬件驱动逻辑设计 | 第31-42页 |
| 3.3.1 图像采集模块驱动逻辑实现 | 第33-35页 |
| 3.3.2 FPGA 内部缓存 FIFO 设计 | 第35-37页 |
| 3.3.3 SDRAM 控制器逻辑实现 | 第37-39页 |
| 3.3.4 VGA 视频输出控制器逻辑实现 | 第39-41页 |
| 3.3.5 异步串口通讯模块驱动设计 | 第41-42页 |
| 3.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 第4章 光条定位算法设计 | 第43-53页 |
| 4.1 激光光源及其光束特性 | 第43页 |
| 4.2 二维位移传感器图像处理算法 | 第43-50页 |
| 4.2.1 光条中心像素级定位 | 第44-45页 |
| 4.2.2 多项式最小二乘平滑滤波 | 第45-47页 |
| 4.2.3 光条边界灰度阈值确定 | 第47页 |
| 4.2.4 光条中心提取算法 | 第47-49页 |
| 4.2.5 特征阶跃点的定位 | 第49-50页 |
| 4.3 图像处理算法精度分析 | 第50-52页 |
| 4.4 本章小结 | 第52-53页 |
| 第5章 标定实验与误差分析 | 第53-65页 |
| 5.1 二维激光位移传感器精度分析 | 第53-56页 |
| 5.1.1 相机参数与精度关系 | 第53-54页 |
| 5.1.2 相机外部参数与精度关系 | 第54-56页 |
| 5.2 基于二维自由平面靶标的系统标定 | 第56-59页 |
| 5.2.1 相机坐标同局部世界坐标间的标定 | 第56-58页 |
| 5.2.2 系统结构参数标定 | 第58-59页 |
| 5.3 标定实验 | 第59-63页 |
| 5.4 系统综合精度分析 | 第63-64页 |
| 5.5 本章小结 | 第64-65页 |
| 结论 | 第65-66页 |
| 参考文献 | 第66-70页 |
| 致谢 | 第70页 |