基于波长扫描干涉技术的图像采集集成系统的设计与实现

作     者：许卓明 

作者单位：广东工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周延周;葛炳丰

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：波长扫描 图像采集 系统开发 激光干涉 

摘      要：波长扫描干涉技术是基于迈克尔逊干涉原理的散斑干涉技术,可以应用于观测复合材料在受力过程中的应变场。其特点在于实验过程中干涉臂长固定,激光光强呈规律变化。通过工业相机采集多张干涉图像,并对图像进行傅立叶变换、信号提取等处理,从而获得复合材料应变情况。本课题的任务是在课题组对波长扫描干涉实验平台进行升级改造后,开发一个相配套的图像采集集成系统。考虑到系统的开发成本、开发周期和可维护性,图像采集集成系统采用上位机开发,将不同设备提供的开发资源整合到一个软件系统中。该系统利用开发软件Microsoft Visual Studio 2010进行开发,使用MFC(Microsoft Foundation Classes)基础类库进行高效的系统界面设计、代码编写等。图像采集集成系统能够通过计算机控制激光控制器和工业相机,实验操作人员在系统界面上就能够进行设备参数设置和控制设备功能开关,完成波长扫描干涉实验图像数据采集的任务。在系统开发前,进行了详细的需求分析,包括功能需求分析、性能需求分析等,充分考虑到进行波长扫描干涉实验时激光控制器和工业相机的控制需求、图像采集能力、用户使用体验和系统的扩展性。其次,本文根据实验目的和原则,结合系统升级改造后的实验流程和实验设备情况,重新设计一个图像采集流程。在系统开发过程中,有层次、有目标地进行代码编写。本文对系统实现代码进行详细描述,包括各函数的声明和功能、关键代码调用方法等,并且利用函数流程图和参考程序作进一步说明。基础功能代码按照使用对象分成三类进行描述,分别是主程序代码、激光控制器代码和工业相机代码。而性能优化代码方面主要是描述如何通过增加、修改部分代码来完善系统。系统开发完毕后,需要结合波长扫描干涉实验平台进行调试,并进行多次实验测试系统功能。从重新设计的实验过程和利用该系统采集得到的图像数据可以看出,实验操作人员能够通过该系统有效控制激光控制器和工业相机为波长扫描干涉实验服务,大大提升了实验效率。而且该系统是开发者根据程序开发指南和用户使用习惯,代码可读性高、界面简洁,用户只需简单学习就能正确使用或者进行二次开发。