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CCD(Charge Coupled Device-光电荷耦合器)的应用已经覆盖了工业测控的各个领域,其中线阵CCD在几何尺寸测量系统中的应用越来越受到重视。提高线阵CCD精度的最有效方法之一是细分方法。本文通过对大量CCD资料的分析、对比,总结了它的特点和优越性;对通用的线阵CCD测量系统进行了设计;重点对线阵CCD的细分方法进行详细的论述和分析,并提出了新的细分方法:综合细分和分段细分方法;通过试验进行了验证。研究的主要内容如下:(1)介绍了CCD的结构和原理,并通过与CMOS对比,突出CCD的优越性能;分析对比线阵CCD和面阵CCD,指出线阵CCD在几何尺寸测量应用中的优势。(2)设计了通用的线阵CCD测量系统,并讲述了测量系统的每个模块的功能,提出一些优化模块的建议;通过对比IC驱动电路、EPROM驱动电路、单片机驱动电路和复杂可编程逻辑器件驱动电路等几种驱动电路的特点,选择了以C8051F320为核心、AD9826为数据采集转换芯片,设计了基于USB接口的线阵CCD的数据采集系统。(3)详细研究了CCD的细分方法,经典的细分算法已很难满足精度要求,亚像元细分算法逐渐发展成熟,它分为像点定位细分和边缘细分。像位定点细分包括:二值法、重心法、一维线性补偿内插、质心内插、形心法、截止电压法、按比例求中心法、阶梯法、灰度质心细分法和倍频插值,还有加权多项式插值法和多阀值比例中心法。边缘细分包括:调制解调细分、空间拟合细分、多项插值细分和动态概率细分,并在此基础上研究出综合细分和分段细分两种方法。(4)建立了以MSPCCD-060101线阵CCD采集系统为核心的实验系统,通过实验获得线阵CCD测量的数据,通过Matlab软件进行数据拟合,最后进行细分处理得到实验结果,验证了细分算法。