轮廓曲线数据的采集是利用计算机处理物体外形几何信息的基础。本文结合铁路轮轨外形安全监测的实际,对一种物体外形曲线的采集与处理方法和系统进行了研究,同时该方法与系统也可用于其他场合。 由于DSP芯片TMS320LF2407A具有功耗低、处理速度快的特点,且具有直接处理光电编码器信号的功能,所以被选作为轮廓曲线数据采集与处理模块的CPU。该DSP具有两套正交编码脉冲(QEP)处理电路,可同时对两套光电编码器进行四细分计数,提高了分辨率,且具有标准串行通信接口,可与PC机的串口相连,把数据传输到PC机上进行分析和处理。 采集模块电路简单,只包含2407A所需要的最少元器件,即存储器、电源转换(5V—3V)及JTAG调试接口等。完成了TTL转RS232的电路连接及DSP与光电编码器的连接,并绘制了电路图。编制了2407A的软件,其中包括系统的配置、外部中断、正交编码脉冲信号的计数和串口通信等部分程序,程序的开发采用了CCS2.21。 采用Visual C++作为开发平台,编制了基于Windows的上位机人机界面软件。该软件的编制利用了多线程的设计方法,并采取了线程之间的同步以及对缓冲区的共享访问与互斥措施,保证了图形的实时显示和数据的安全性。人机界面程序还把数据保存为文本文件,以便利用其它专用数学工具软件进行进一步的分析和处理。 本文最后针对采集得到的原始数据的特点,讨论了分析和处理方法,主要包括插值、平滑滤波和拟合等。 经硬件和软件的综合调试结果表明:所研究的轮廓曲线数据采集系统,采集速度快、精度高,功耗仅1.25W,为实现移动测量奠定了基础。