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Laser & Optoelectronics Progress, Volume. 59, Issue 22, 2212001(2022)

Target Plane Positioning Method Based on Bi-Linear Charge Coupled Device

Yuquan He, Yongjie Zhang, Guangqi Xie, Lingfei Duan, and Hongqiao Zhang*
Author Affiliations
  • College of Physics and Electronic Electrical Engineering, Xiangnan University, Chenzhou 423000, Hunan , China
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    Figures&Tables (17)
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    Figures & Tables(17)
    Cumulative projection of space plane lines

    Fig. 1. Cumulative projection of space plane lines

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    Measurement system structure

    Fig. 2. Measurement system structure

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    Schematic diagram of linear CCD accumulation line acquisition

    Fig. 3. Schematic diagram of linear CCD accumulation line acquisition

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    Schematic diagram of bi-linear array CCD solution

    Fig. 4. Schematic diagram of bi-linear array CCD solution

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    Real system structure

    Fig. 5. Real system structure

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    Histogram equalization remapping

    Fig. 6. Histogram equalization remapping

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    Data comparison before and after remapping

    Fig. 7. Data comparison before and after remapping

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    Process of getting cumulative lines

    Fig. 8. Process of getting cumulative lines

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    Target plane positioning

    Fig. 9. Target plane positioning

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    Distribution of calibration cumulative projection lines

    Fig. 10. Distribution of calibration cumulative projection lines

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    Measurement error distribution

    Fig. 11. Measurement error distribution

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    • Table 1. Information of cumulative projection lines on CCD1

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      Table 1. Information of cumulative projection lines on CCD1

      Line No.1st point in line （x， y） /（cm， cm）2nd point in line （x， y） /（cm， cm）Projection pixel of line on CCD1
      1（15.40， 10.00）（17.10， 19.80）39
      2（14.00， 2.00）（16.80， 11.50）40
      3（13.80， 5.20）（15.20， 15.10）44
      4（11.20， 6.00）（11.90， 15.90）57
      5（15.70， 4.60）（18.80， 19.20）33
      6（16.30， 0.70）（19.00， 10.20）23
      7（7.10， 1.50）（5.90， 11.30）81
      8（7.40， 8.00）（6.80， 17.80）77
      9（4.00， 6.00）（2.20， 16.00）95
      10（5.60， 9.00）（4.00， 18.90）85
      11（3.10， 6.10）（1.00， 13.00）100
      12（2.00， 2.00）（0.60， 7.00）111
      13（3.40， 2.00）（2.00， 8.00）103
      14（10.30， 3.80）（10.00， 13.80）61
      15（9.90， 5.60）（9.30， 15.50）65
      16（9.10， 5.90）（8.60， 15.80）68
      17（8.10， 7.00）（7.90， 16.90）73
      18（5.10， 6.00）（4.50， 15.70）89
      19（1.00， 1.00）（0.70， 2.00）119
      20（19.00， 3.00）（19.40， 4.50）12

    • Table 2. Information of cumulative projection lines on CCD2

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      Table 2. Information of cumulative projection lines on CCD2

      Line No.1st point in line （x， y） /（cm， cm）2nd point in line （x， y） /（cm， cm）Projection pixel of line on CCD2
      1（8.00， 9.30）（18.00， 8.70）61
      2（5.80， 7.00）（15.30， 5.00）47
      3（1.00， 17.50）（8.00， 19.10）111
      4（5.00， 16.10）（14.90， 17.90）98
      5（10.20， 13.70）（18.00， 14.50）82
      6（9.20， 9.80）（19.00， 9.30）63
      7（7.00， 7.90）（18.00， 6.60）54
      8（8.10， 4.90）（17.80， 2.00）39
      9（6.20， 6.00）（16.00， 4.10）44
      10（1.00， 3.10）（6.00， 19.20）21
      11（2.00， 16.80）（11.00， 19.00）105
      12（1.00， 17.30）（7.00， 19.00）110
      13（5.30， 16.80）（15.00， 1.90）101
      14（2.00， 2.30）（3.00， 1.90）19
      15（1.00， 2.10）（4.00， 1.00）15
      16（8.20， 8.30）（18.00， 7.00）57
      17（9.00， 10.20）（19.00， 9.60）66
      18（9.00， 12.50）（18.00， 13.30）77
      19（4.00， 19.00）（6.00， 19.80）115
      20（1.00， 18.30）（5.00， 19.80）118

    • Table 3. Measured result in first part

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      Table 3. Measured result in first part

      Point No.Real （x， y） /（cm， cm）Measured （x， y） /（cm， cm）Pixel position of CCD1 and CCD2Error /cm
      1（4.00， 2.00）（4.06， 2.10）99/220.12
      2（6.00， 2.00）（6.15， 1.96）87/250.16
      3（3.00， 4.00）（3.10， 4.00）102/300.10
      4（5.00， 4.00）（4.79， 3.90）93/320.23
      5（7.00， 4.00）（7.20， 3.60）80/340.45
      6（4.00， 6.00）（3.80， 6.10）96/420.22
      7（6.00， 6.00）（6.20， 5.90）84/440.22
      8（3.00， 8.00）（3.00， 8.10）98/520.10
      9（5.00， 8.00）（5.10， 7.98）88/530.10
      10（7.00， 8.00）（7.20， 8.10）78/550.22

    • Table 4. Measured result in second part

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      Table 4. Measured result in second part

      Point No.Real （x， y） /（cm， cm）Measured （x， y）/（cm， cm）Pixel position of CCD1 and CCD2Error /cm
      1（14.00， 2.00）（14.04， 1.89）39/350.12
      2（16.00， 2.00）（16.03， 1.94）27/370.07
      3（13.00， 4.00）（13.00， 3.69）47/410.31
      4（15.00， 4.00）（15.15， 3.87）35/430.20
      5（17.00， 4.00）（16.86， 3.81）25/440.24
      6（14.00， 6.00）（14.00， 5.60）43/490.40
      7（16.00， 6.00）（16.15， 5.98）32/510.15
      8（13.00， 8.00）（13.19， 7.96）49/570.19
      9（15.00， 8.00）（15.20， 7.85）39/580.25
      10（17.00， 8.00）（16.99， 7.89）30/580.11

    • Table 5. Measured result in third part

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      Table 5. Measured result in third part

      Point No.Real （x， y） /（cm， cm）Measured （x， y） /（cm， cm）Pixel position of CCD1 and CCD2Error /cm
      1（3.00， 12.00）（2.88， 12.20）95/750.23
      2（5.00， 12.00）（5.00， 12.32）86/750.30
      3（7.00， 12.00）（7.17， 12.25）77/750.30
      4（4.00， 14.00）（4.00， 14.40）89/870.40
      5（6.00， 14.00）（6.04， 14.20）81/850.20
      6（3.00， 16.00）（2.90， 16.10）92/980.14
      7（5.00， 16.00）（5.10， 16.20）84/960.22
      8（7.00， 16.00）（7.20， 16.10）76/940.22
      9（4.00， 18.00）（3.90， 18.30）87/1090.32
      10（6.00， 18.00）（5.95， 18.21）80/1060.21

    • Table 6. Measured result in fourth part

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      Table 6. Measured result in fourth part

      Point No.Real （x， y） /（cm， cm）Measured （x， y） /（cm， cm）Pixel position of CCD1 and CCD2Error /cm
      1（13.00， 12.00）（13.20， 11.90）51/730.22
      2（15.00， 12.00）（15.30， 11.90）42/730.32
      3（17.00， 12.00）（17.00， 11.88）34/730.12
      4（14.00， 14.00）（14.10， 13.90）48/810.14
      5（16.00， 14.00）（16.10， 14.03）40/810.10
      6（13.00， 16.00）（13.10， 16.07）53/900.12
      7（15.00， 16.00）（15.10， 16.07）45/890.12
      8（17.00， 16.00）（17.20， 16.03）37/880.20
      9（14.00， 18.00）（14.10， 17.90）50/970.14
      10（16.00， 18.00）（16.00， 18.00）43/960.00
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    Yuquan He, Yongjie Zhang, Guangqi Xie, Lingfei Duan, Hongqiao Zhang. Target Plane Positioning Method Based on Bi-Linear Charge Coupled Device[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2022, 59(22): 2212001

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    Paper Information

    Category: Instrumentation, Measurement and Metrology

    Received: Aug. 10, 2021

    Accepted: Sep. 28, 2021

    Published Online: Sep. 23, 2022

    The Author Email: Hongqiao Zhang (174557505@qq.com)

    DOI:10.3788/LOP202259.2212001

    Topics

    laser devices and laser physics
    Lasers and Laser Optics
    Laser physics
    laser manufacturing
    Instrumentation, Measurement and Metrology