文档介绍：分类号学号 M200970449
学校代码 10487 密级

硕士学位论文

空间直线度测量中的 DSP 图像处理
技术和误差评定

学位申请人: 谢江平
学科专业: 精密仪器及机械
指导教师: 张新宝副教授
答辩日期:2012 年 1 月 9 日
A Thesis Submitted in Fully Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering

DSP’s Image Processing and Error Evaluation Technology
in Spatial Straightness Error Measurement

Candidate : Xie Jiangping
Major : Precision Instrument & Machinery
Supervisor : Associate Prof: Zhang Xinbao

Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
January, 2012
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的
研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人
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在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:
日期: 年月日
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本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权
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阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进
行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□,在年解密后适用本授权书。
本论文属于
不保密□。

(请在以上方框内打“√”)

学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学硕士学位论文
摘要
空间直线度误差测量是几何量计量领域的一个基本项目,也是工程制造中重要的检
测项目。随着科学技术进步,对直线度测量的量程、精度等有了更高的要求。本文利用
光学性能优良的无衍射光作为空间直线基准,D 作为体现直线度偏差的测量器件,
以 TI 公司 DM6437 作为数据处理核心,开发出一套能够用于中长距离空间直线度误差
测量的系统。课题中主要任务可以分为三个部分:
(1)提出了适用于无衍射光图像特点的处理算法
本文对无衍射光贝塞尔图像特性进行分析,充分利用主要特点开发图像处理算法。
在考虑到定点 DSP 对算法的兼容性后,提出了以局部二次重心法结果作为一次初步中
心,以广义 Hough 变换得到二次中心,然后以二次中心生成整个圆弧,最后对组成圆弧
的所有统计特征点进行最小二乘法拟合椭圆,得到贝塞尔图像的亚像素级坐标中心。并
用实验图像对算法进行了验证。
(2)开发了基于 DSP 的图像处理应用软件
D 采集到的贝塞尔图像视频流的处理,选择利用 TI 公司的多媒体
数字信号处理器 DM6437 作为处理平台。先对 DM6437 性能和视频流处理过程进行了介
绍,分析了 YUV 视频格式中信号存储方式。然后在开发基于 DSP 的处理软件时,选择
基于 GIO/FVID 的设备驱动模型,在应用层调用封装好的 FVID 函数进行视频通道管理。
(3)提出了结合中垂面投影和定向旋转轴线的误差评定方法
结合中垂面投影和定向旋转轴线的思想,本文提出了一种新的空间直线度误差评定
方法。经过实验数据的分析和对比验证,本方法的计算过程中搜索方向明确,无反复迭
代,鲁棒性好,结果准确性好。最后对一段车床导轨进行了直线度测量,验证了本文测
量系统和误差评定方法的可靠性。

关键词:空间直线度误差,DM6437,贝塞尔图像,广义 Hough 变换,定向旋转轴
线

I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Spatial straightness error measurement is one of the ba