野外使用的半导体激光自准直仪

　　1光学系统的工作原理

　　系统的光学系统的原理如图1所不。由激光器发出的光经聚光镜照到准直分划板上，而准直分划板上的狭缝位十物镜的焦平n上，因此从物镜出射的为一束平行光。这束平行光照到被测物体上，当反射镜与物镜的光轴垂直时一，平行光将依原路返回，再经物镜成像在光电接收器件CCD上，以此位置定为光束自准直后的象点原点位置。而当反射镜与光轴有一定的倾角时一，则返回的分划板上狭缝的象将偏离CCD上原点位置，将此偏移位置设为x，则由自准值原理可知:

　　其中f.为此系统物镜焦距。当。角比较小时一，可用角度的弧度值代替正切值，即

　　因此，反射镜的偏角可以用自准像的线位移来表示，即

　　2 CCD视频信号处理方法

　　CCD用十精密测量时一，其输出信号存在位置和光张两种信息，已们相互联系共同反映被测量。被测量的位置信息，要根据输出信号中反映空间光张信息的电压和反映空间位置信息的时一序共同决定。将CCD5000象儿选用TCD1501C)的电压输出换算成一点的位置坐标，表T此时一光标在CCD上所反映的位置，即算出电压输出波形的中心位置。由十CCD木身的分辨率为一个象素，达不到所要求的精度，必须对 CCD进行业象素细分，进一步提高定位精度。由十被测对象及测量原理不同，CCD视频信号的处理方法可以分为两大类:二值化电平切割法和数值量化法即A/D转换法)。在我们的实验中选用了A/D转换法，将CCD输出信号变为数字值，用不「算机进行处理。,L的特点是分辨率和精度较高，不受CCD象儿尺寸的限制。我们在具体的实验过程中，首先对数字信号曲线进行平滑，然后采用以下几种不同的算法，不}一算分划板上狭缝成像的中心位置对初始零位的线偏移量，再由一个象儿对应的角度的公式:

　　换算成角度。

　　2. 1闽值浮动的按比例求中心的方法

　　CCD采集到的图像先标的图像)如图2所T}通过实验观测滤波后的曲线，设定选取某一固定数量N的象儿，保证CCD图像的曲线近似在线性段。然后，使闽值a从某一较小的值逐次递增，直至使得大十闽值的象儿输出值的个数小十等十N}此时一闽值。与图像交十P和。两点。找出与相交点泪}令f的象素的位置b,} b-} b3} b4，和他们的灰度值m, m- m3 m4。由下ICI的插值公式可以确定出P和。相对应的a, } a=的位置。

　　公式如下:

　　则图像的中心位置为:

　　2. 2质心法

　　利用此方法的前提是特征曲线成像能量分布基木为正态分布，并日‘CCD成像的光电效应保证在线形段。利用质心内插公式: