1  引言 1

2  离散傅里叶变换简介  3

3  条码频谱误差分析及修正方法  5

3.1  加窗造成的影响 6

3.2  谱采样（频域离散化）造成的的影响 10

3.2.1  补零过采样法 13

3.2.2  相位差修正法 14

3.3  噪声造成的影响 16

4  仿真模拟  17

4.1  频谱修正前仿真模拟及误差分析 17

4.2  基于补零过采样法的综合修正处理仿真模拟及误差分析 19

4.3  相位差修正法仿真模拟及误差分析 23

结论  24

致谢  26

参考文献27

1  引言

光学成像条码定位是一种基于机器视觉测量和条码识别技术的自动化光电测距方法[1]，根据标尺位置和标尺上条码图案之间的一一对应关系，通过对条码标尺的成像信号进行分析处理，实现位置和距离的自动化检测。所谓的视觉测量技术，是指运用各种电子影像采集器件代替人眼来获得被测物体的图像信息的一种新型测量技术；而条码识别技术的主要研究内容包括了如何用条码来表示信息和如何将条码上所记载的信息转化成为计算机可以识别的信息。论文网

目前在管理领域条码识别技术的发展已经很成熟了，但是在这领域中所使用的条码是对待分类的物品的种类进行编码的，信息包含在黑白相间条码的相对宽度之中，条码的绝对宽度通常不含有有用信息；而在位移测量领域中运用的条码定位技术中，条码图案和位置之间具有相对应的关系，因此与之相关的信息不但包含在条码的相对宽度之中，条码绝对宽度也包含有位置信息。由此我们可以看出，条码识别技术是条码定位技术的基本技术，条码定位技术的内容也不仅仅局限于条码识别，其具有难度更高、复杂性更强的编解码要求。

作为机器视觉测量和条码识别这两项技术相融合的产物，光学条码成像定位技术在测距领域具有相当广泛的运用，既适合于高精度、近距离定位的各种光电绝对式位移测量；也适合于大量程、大范围的距离测量，诸如：大地高程、大坝沉陷、路面平整度测量等方面；随着对这项技术的深入研究，其理论和应用都将会有所发展，也将会不断出现新的应用领域。

光学成像条码定位技术具有以下优势：

1，自动化读取标尺位移数值；

2，可以进行非接触式的远程大范围测量；

3，能够同时对绝对和相对位移进行测量；

4，测速快、准确度高并且读数客观，易于实现标准化测量；

实际应用中，当测量距离随着被测物体而变化时，成像条码信号也会随测量距离的变化而变化，因此计算正确的物像比是准确定位的前提条件[2]。物像比不仅可以在空域中进行计算，也能在频域中通过一定的计算得到：

设条码的等距间隔为L，物相比为Z，则像平面上的条码间距所对应的基频值为：

采样CCD上的像素总数为N，间距为τ，则采样频率为：

如果从条码信号的频谱中检测到的特征谱线序号为k,则其对应物理频率为：

由公式（1）和（3），可得物相比为：

进而由光学成像系统的已知像距f，可得视距：

由上述推导可知，对间距相等的条码，将与条码间距相对应的频率成分作为信号的特征谱线。当光学成像条码密度随测量距离增大而增加时，特征谱线也必将随测量距离的增加而向高频方向移动，因此，提取正确的特征谱线即可得到物象比和视距。