郭振宇，谢 娜，何鹏举，王西玲，谌 静，徐荣青

(南京邮电大学 电子科学与工程学院，江苏 南京 210003)

基于CCD的透镜焦距测量实验系统的设计

郭振宇，谢 娜，何鹏举，王西玲，谌 静，徐荣青

(南京邮电大学 电子科学与工程学院，江苏 南京 210003)

针对传统测量焦距读数所引起误差较大的问题，实验系统在传统放大率法测焦距的基础上用CCD代替人眼实现数字化测量，并用电控平移台控制步进精度，显著提高了其测量精度和自动化程度。图像清晰度评价是焦距测量的一个关键步骤，在对CCD工业相机获取的图片的清晰度评价中，提出了一种改进的灰度差分评价函数，提高了图片清晰度评价精度和速度，从而提高了系统的测量速度。实验进行了光学成像系统的搭建，以Matlab为开发平台进行软件开发，实验系统搭建方便，操作简单，测量精度和自动化程度高。实验结果表明，该系统能够对透镜焦距(以正透镜为例)进行准确测量，改进的清晰度评价函数聚焦速度比传统的清晰度评价函数快3倍，测量焦距重复精度高于1%。

CCD；清晰度评价；焦距；实验系统

0 引 言

机器视觉作为人工智能发展的一个分支，应用广泛，用机器代替人眼来做测量无疑是一项提高精度的好方法。机器视觉系统是通过图像摄取装置(CMOS和CCD)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统以获得需要的结果。该技术扩大了光学测量的范围，提高了测量精度，大大增强了光学测量的手段。CCD(Charge Couple Devices)能够把光信号转换成电荷信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。……