专利名称：固定视场中特定目标二维坐标定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及位置传感器，尤其一涉及一种固定视场中特定目标二维坐标定位装置。
背景技术：
坐标定位在工业生产、结构检测、自动瞄准等各个方面都有着非常重要的作用。电荷耦合器件(CCD)在二维坐标定位中的应用由来已久。CCD分为两大类线阵列CCD和面阵列CCD器件。线阵列CCD具有象素多、速度快、拼接技术成熟等特点，很容易实现一维位置的测量与定位。面阵列CCD主要用于图象传感，也可以通过图象处理的方法对所接收的图象中特定目标的二维位置进行直接测量。但因面阵列CCD需要专用的图像采集卡和计算机硬件和软件，成本较高，故限制了面阵列CCD在位置测量中的应用。

发明内容
本实用新型的目的是提供一种固定视场中特定目标二维坐标定位装置。
它依次具有光学系统、面阵列CCD器件、信号处理系统，信号处理系统具有面阵列CCD器件，面阵列CCD器件一端与驱动电路相接，另一端依次与预处理及特征点筛选电路、终止计数电路相接，视频复合信号分离电路一端与面阵列CCD器件相接，视频复合信号分离电路另一端分别与纵向坐标计数电路和横向坐标计数电路相接后再分别与坐标合成电路相接，电子细分电路分别与纵向坐标计数电路和横向坐标计数电路相接。
本实用新型通过简单成象光学系统将固定视场上的特定目标物点成像于面阵列CCD上，再通过对CCD输出的视频信号直接进行硬件处理，获取目标物点在固定视场中的二维位置坐标信息，避免使用图像采集卡以及开发软件对输入计算机的图像进行处理，从而降低了位置测量装置的成本。


图1是固定视场中特定目标二维坐标定位装置工作原理示意图；图2是本实用新型面阵列CCD视频信号处理装置方框原理图；图3是本实用新型预处理及特征筛选电路和终止计数电路原理图。
具体实施方式
本实用新型提出一种基于对面阵列CCD输出模拟信号进行处理的二维位置定位装置，使用简单的光学系统将物面成像于CCD器件上，输出视频信号经过预处理及特征筛选电路，得到光点特征信号，同时视频信号经过信号分离电路分离出场频信号和行频信号。场频信号和行频信号分别与特征光点信号共同输入终止计数电路得到横向计数终止信号和纵向计数终止信号，再分别通过电子细分电路和横、纵向坐标计数电路处理，从而得到目标物点的二维坐标。
如图1所示，1为固定平面视场，其上特定目标物点2可以为主动发光点或者外光源在平面视场上形成的反射斑或透射斑，该目标点通过光学系统3成像在面阵列CCD器件4上，光学系统可以是一般的广角物镜，也可以是经过设计的较为精密的透镜系统。面阵列CCD输出信号输入信号处理系统5，得到该目标点的二维位置坐标，再通过连接线馈入用户终端6。该用户终端根据系统应用场合不同可以有不同形式，譬如如果需要显示结果可以接数码显示管、LED板等显示装置，或者直接馈入PC机或者控制电路进行后续处理。
如图2所示，面阵列CCD器件在驱动电路的驱动下，输出信号经预处理及特征点筛选电路筛选，送至终止计数电路，来控制纵向坐标计数电路和横向坐标计数电路对目标物点的两维坐标进行计数，从输出信号中用专用的视频复合信号分离芯片分离出视频信号的场频触发信号和行频触发信号，对目标物点的两维坐标计数电路经电子细分电路实现细分，并由坐标合成电路对特征点的坐标序列值进行合成。
如图3所示，预处理及特征点筛选电路和终止计数电路的电路具有复合信号分离专用芯片13，第一触发器141，第二触发器142，反相器15，电压比较器16，复合信号分离专用芯片接口1依次与反相器、第一触发器相接；复合信号分离专用芯片接口2与电压比较器正极端相接后再分别与第一触发器和第二触发器相接；复合信号分离专用芯片接口3与第二触发器相接。
面阵列CCD器件输出的视频信号7经由电压比较器16处理，筛选出特定目标特征信号8，再由专用芯片13将场频信号9、行频信号10分离出来，行频信号10经反相器15倒相后与特定目标特征信号8共同输入第一触发器141，得到X记数终止信号12，场频信号9与特定目标特征信号8共同输入第二触发器142，得到Y记数终止信号11。
权利要求1.一种固定视场中特定目标二维坐标定位装置，其特征在于它依次具有光学系统(3)、面阵列CCD器件(4)、信号处理系统(5)，信号处理系统(5)具有面阵列CCD器件，面阵列CCD器件一端与驱动电路相接，另一端依次与预处理及特征点筛选电路、终止计数电路相接，视频复合信号分离电路一端与面阵列CCD器件相接，视频复合信号分离电路另一端分别与纵向坐标计数电路和横向坐标计数电路相接后再分别与坐标合成电路相接，电子细分电路分别与纵向坐标计数电路和横向坐标计数电路相接。
2.据权利要求1所述的一种固定视场中特定目标二维坐标定位装置，其特征在于所说预处理及特征点筛选电路和终止计数电路的电路具有复合信号分离专用芯片(13)，第一触发器(141)，第二触发器(142)，反相器(15)，电压比较器(16)，复合信号分离专用芯片接口1依次与反相器、第一触发器相接；复合信号分离专用芯片接口2与电压比较器正极端相接后再分别与第一触发器和第二触发器相接；复合信号分离专用芯片接口3与第二触发器相接。
专利摘要本实用新型公开了一种固定视场中特定目标二维坐标定位装置。它依次具有光学系统、面阵列CCD器件、信号处理系统，信号处理系统具有面阵列CCD器件，面阵列CCD器件一端与驱动电路相接，另一端依次与预处理及特征点筛选电路、终止计数电路相接，视频复合信号分离电路一端与面阵列CCD器件相接，视频复合信号分离电路另一端分别与纵向坐标计数电路和横向坐标计数电路相接后再分别与坐标合成电路相接，电子细分电路分别与纵向坐标计数电路和横向坐标计数电路相接。本实用新型通过对CCD输出的视频信号直接进行硬件处理，获取目标物点在固定视场中的二维位置坐标信息，避免使用图像采集卡以及开发软件对输入计算机的图像进行处理，从而降低了位置测量装置的成本。
文档编号G01B11/03GK2676146SQ20032010868
公开日2005年2月2日 申请日期2003年12月3日 优先权日2003年12月3日
发明者刘向东, 刘旭 申请人:浙江大学