中心距为单一常数的标尺的解码与视线高计算docWord文档格式.docx

1、在标尺上按最大灰度值设置阈值处理的A、B、R码边缘及黑码中心距，获得各码宽所对应的图像宽度，码宽公称值的公差设置为见表1。表1-码宽度公称值y0与图像宽度y关系表A码宽度y0 （0.557）图像宽度yB码宽度y0（1.028不能分辨或1.1141.0221.4021.114或2.2291.5361.9162.0272.9182.229或3.3423.3733.342或4.4563.7824.1685.0954.456或5.5705.8325.570或6.6846.0356.6276.6847.2426.684或7.7987.9737.798或8.9127.9608.4648.6778.9788

2、.912或10.0268.945R码宽度y8图像宽度表中虽然部分码的图像宽度相同且A、B、R码图像宽度有重叠，但是A码在标尺上的排列位置顺序为：8.677、7.242、5.096、2.918、1.402、1.028、1.916、3.782、6.035、7.960、8.945、继续重复8.677、7.242、5.096、，分析发现图像宽度重叠的两个码可以通过前一个或下一个码加以区别。例如在表1中，图像宽度为5.570的A码可能是5.095或6.035，5.095的下一个码是2.918，对应图像宽度是2.229或3.342，6.035的下一个码是7.960，对应图像宽度是7.798或8.912，两

3、者的下一个图像宽度具有明显的区别，从下一个图像宽度是7.798，可以判断5.570对应的应该是A码6.035。同样图像宽度7.798对应的A码可能是7.960或8.677，从前一个A码是6.035，可以判断此处应该是A码7.960。B码也是类似。并且纵观全尺长，只要有一对A、B码可以相关并且知道这一对A、B码到视准轴的距离，就可以确定视线高的粗读数，所以可以设定条件进行判断或多次相关，即可获取视线高的粗读数。5. 参看CAXA图（图中同一个尺寸在微米级上稍有差别，是由于作图四舍五入造成的，例如黑码中心距在有的位置是10.026，在有的位置是10.029，无关大局）。对黑码在视准轴两侧各65mm

4、取图像处理，结果如表2。表2-物方视场130mm图像宽度处理假设（假设（7.798A=7.960（或8.677）BR=8.000A3.342B=3.373（或4.168）R5.570A=6.035（或5.095）上B=5.832视准轴下A=3.782B=3.373B=7.973（或8.464）1.114A=1.916（或1.028、1.402）10.026B=8.978A=1.028（或1.402、1.916）全尺长黑码图像的中心距可能的值是9.472、10.026、10.586、20.057mm。本例黑码图像的中心距均为10.026。6. 假设视准轴下方的第一个码宽图像3.342是A码,对应

5、码宽3.782，则按编码规则，对应的黑码排列如表第3列。8假设视准轴下方的第一个码宽图像3.342是B码，对应码宽3.373，则按编码规则，对应的黑码如表第4列，视准轴上方第一个码宽图像显然不等于R码，所以假设不正确，假设是正确的。9. 按假设的结果排列出码的序列，将该序列与参考信号（包含码序列和标尺高度的对应关系）比较，可以获得视准轴两侧的标尺高度序列值，并可以补齐表2不能分辨的码。见表3。 表3-码序列图像与参考信号比较结果1.60mA码1.59mR码8.0001.58mB码1.57m1.56m1.55m1.54m1.53m1.52m1.51m1.50m1.49m1.48m10. 计算视线

6、高粗读数11. 列表计算精读数表4精读数计算表标尺高度图像间距到视准轴的距离hihi58.8861541.11448.8601541.1401.14038.8341541.1661.16628.8081541.1921.19218.7821541.2181.2188.7561541.2441.2441.2701541.27011.2961541.2961.29621.3221541.3221.32231.3481541.3481.34841.3741541.3741.37451.4001541.4001.40061.4261541.4261.426计算精读数：12.视线高13.精度分析 视线高

7、读数是由粗读数和精读数组成的，其中粗读数是用标尺高度公称值的平均值计算的，应该用米长改正数加以修正。精读数是测量值，除测量误差外不再含有另外的误差。 表5-每千米水准测量的偶然中误差每千米水准测量的偶然中误差一等水准测量及地震变形测量二等水准测量三等水准测量四等水准测量0.45mm1.0mm3.0mm5.0mmCAXA作图得 ，误差折合到每千米：处理方法可以满足一等水准测量。14.物方视场的选择 物方视场的选择从两个方面考虑，一是CCD可以成像的范围，二是算术平均值的计算精度。从算术平均值的计算精度考虑，参与计算的数值个数n应大于等于4，小于等于20。本设计维视CCD，像元CCD沿1024方向

8、使用，可成像尺寸：对拓普康标尺，最远视距60米时，标尺可成像范围：最短视距2米时，标尺可成像范围：所以，当标尺可成像范围大于20个可取值时，可以从算术平均值的计算精度考虑选取物方视场。当标尺可成像范围小于20个取值时，按CCD可成像范围内的全部可取值选取物方视场。此方法可以用于中心距为单一常数的条码标尺的处理。拓普康编码图像中心距的处理在对拓普康标尺进行视线高计算时，需要利用A、B、R码图像的中心距计算放大率，但是在CCD对码的图像进行处理时，会出现在标尺某些位置上码宽最小的A码或码宽最小的B码的图像CCD不可以分辨的情况，也会出现在标尺某些位置上组成R码的黄1码的图像可分辨的情况，这样就使得

9、在利用码宽图像计算出的A、B、R码图像的中心距中会出现一些不符合定义的中心距。例如对最远视距60米进行测量，CCD图像二值化处理后投影到标尺上的某次视场数据如下表：序号1234567标尺高度（m）公称码宽二值化码宽中心距整理新R码新码宽新中心距1.48A/1.0284.9974.4561.49B/8.9781.5112.2287.241*5.571.52.7855.579105.042111.51A/1.916125.055*4.456131.52B/7.973142.0141516171.5318*3.34219204.109211.54A/3.782225.193231.55B/5.832

10、243.084*2.228251.562、1、28.3552627283.983291.57A/6.035305.296311.58B/3.373324.3143334351.593637382.02391.6A/7.96表中第4列为二值化图像获得的中心距，除过10.026是在定义中心距附近外，其余都不是定义中心距。下面讨论如何处理。一CCD处理A、B码时，会出现A、B码不可以分辨的情况。在全尺长上出现A码最小码宽1.028mm9次，其中不可以分辨的只有1次。在全尺长上出现B码最小码宽1.022mm10次，其中不可以分辨的有2次。A码最小码宽1.028mm不可以分辨的位置在标尺2.14m处，从

11、R码第3个黑2跨过A码到B码的中心距是16.71。B码最小码宽1.022mm不可以分辨的位置在标尺0.14m和0.44m处，从A码跨过B码到R码第1个黑2的中心距是16.71。根据中心距16.71远大于定义中心距10的特征，可以设置条件（1.5定义中心距10d1.9定义中心距10）把16.71剔除。另外，对全尺长逐段查看，在一个视场中最多只出现1个A码最小码宽或1个B码最小码宽不可以分辨的情况。根据这一特征，在计算出视场内的全部中心距以后，先去掉2个最大中心距，即可以将16.71剔除。二 在计算R码和A码、B码的中心距时希望将R看成一个宽度为8的黑码，但是CCD处理R码时，会出现黄1可以分辨的

12、情况：1.R码的2个黄1都可以分辨。 从下至上的黑码的中心距为：7.241、2.785、2.785、7.241。或6.684、2.785、3.342、7.241。2.R码的下黄1可以分辨，上黄1不可以分辨。7.241、4.456、8.355。3. R码的下黄1不可以分辨，上黄1可以分辨。8.355、4.456、7.241。以上三种情况计算出的黑码中心距都小于定义中心距10。在一.中剔除了中心距最大值以后，此时中心距数组中的次最大值中心距应该在定义中心距10附近，用和作为条件，从下向上依次和每一个中心距比较。如果参与比较的中心距大于设置条件，就将参与这个中心距计算的黑黄黑黄码的码宽放入新的码宽数

13、组，例如表第4列第1个中心距为10.026，大于设置条件，就将表第3列14行移到表第7列14行。如果出现连续4个中心距d1、d2、d3、d4小于设置条件，并且d1大于，就是R码2个黄1都可分辨，R码的前一个B码参与计算的情况，就从计算d1（7.241）的第2个黑码（2.228）开始，连续取出5个码宽（2.228、1.114、1.114、1.114、2.228），见表第5列第59行，将这5个码宽相加（和为7.798），见表第6列第7行，作为一个新的黑码码宽，放入新的码宽数组，见表第7列第5行，即将R码整理为码宽为8的黑码。随后将第6个黄码（*5.570）见表第3列第10行，也放入新的码宽数组，见

14、表第7列第6行。如果出现连续3个中心距d1、d2、d3小于设置条件，并且d1大于，就是R码有1个黄1可分辨，R码的前一个B码参与计算的情况，就从计算d1（8.355）的第2个黑码（4.456）开始，连续取出3个码宽（4.456、1.114、2.228），见表第5列第2527行，将这3个码宽相加（和为7.798），见表第6列第26行，作为一个新的黑码码宽，放入新的码宽数组，见表第7列17行，即将R码整理为码宽为8的黑码。随后将第4个黄码（3.342）见表第3列第28行，也放入新的码宽数组，见表第7列第18行。如此处理以后得到新的码宽数组，在这个新的码宽数组中，R码变成了码宽为8的一个黑码。重新计

15、算新的码宽数组的黑码中心距，见表第8列。另外中心距的计算可能从A码或从B码开始，上面设置的条件就可以满足。如果中心距的计算是从完整的R码开始，或从不完整的R码开始，则还需要再设置作为条件来判断。如果出现连续3个中心距d1、d2、d3小于设置条件，并且d1小于，就是R码有2个黄1可分辨，R码全部参与计算，但R码的前一个B码不参与计算的情况，例如中心距计算是从表第3列第5行开始。就从计算d1（2.785）的第1个黑码（2.228）开始，连续取出5个码宽（2.228、1.114、1.114、1.114、2.228），见表第5列第59行，将这5个码宽相加（和为7.798），见表第6列第7行，作为一个新

16、的黑码码宽，放入新的码宽数组，见表第7列5行，即将R码整理为码宽为8的黑码。如果出现连续2个中心距d1、d2小于设置条件，并且d1大于，就是R码有1个黄1可分辨，R码全部参与计算，但R码的前一个B码不参与计算的情况，例如中心距计算是从表第3列第25行开始。就从计算d1（4.456）的第1个黑码（4.456）开始，连续取出3个码宽（4.456、1.114、2.228），见表第5列第2527行，将这3个码宽相加（和为7.798），见表第6列第26行，作为一个新的黑码码宽，放入新的码宽数组，见表第7列17行，即将R码整理为码宽为8的黑码。如果出现连续2个中心距d1、d2小于设置条件，并且d1小于，就是R码有1个黄1可分辨，但是R码不是全部参与计算的情况，例如中心距计算是从表第3列第7行开始的，就将这连续的3个码宽（1.114、1.114、2.228）舍去，从下一个黑码A码开始计算。由于在新的码宽数组中可能会保留一个不可分辨的A码最小码宽或一个不可分辨的B码最小码宽，所以计算出的新的黑码中心距中会出现一个中心距是定义中心距2倍左右的情况，此时还可以用次最大中心距做条件，将它平分为2个定义中心距。经以上处理后，所得到的黑码中心距都在定义中心距附近，计算这些中心距的平均值，记作d，则放大率为：=10/d。