改进遗传算法在线阵CCD 检测中的应用研究

吴斌

（长春科技学院智能制造学院，吉林长春，130022）

1 研究对象简介

本文研究对象为“光斑在线阵CCD 上成像曲线”的优化处理问题，该问题来源于“光反射法微摩檫测试项目”的光电测试系统[4][5]。其组成为：两套激光发生器、准直聚焦透镜、两套硅传感器、两套线阵CCD 探测器。工作原理为：激光器发出激光，经准直透镜聚焦后入射到硅传感器上，再经其反射进入线阵CCD 探测器的光敏面上，光斑在线阵CCD 上的成像曲线如图1 所示。

图1 光斑在CCD 上成像曲线

分析可知：成像曲线的峰值所在位置应为线阵CCD 光敏面上的光斑反射位置。

综上所述，该光电测试系统的一个重要环节就是CCD 成像曲线的优化处理问题，如何能够快速、精确的定位最大值点及计算其变化量就成为实现该测试系统高精度、高灵敏度的关键所在。

2 数学模型

由图1 可得以下数据：成像曲线最大值所对应的光强值约为275，对于光强值小于100 均认为是光斑未照射点，光斑成像点的像素宽约为200 个像素。由此该优化求解模型可这样建立：

（1）目标函数

根据以上数据，确定以曲线最大光强值275 与搜索点光强值之差为目标函数，其函数表达式为：

（2）约束条件

因为所得光强值最大只能为275，所以确立约束条件为如下表达式：

（3）终止条件

根据实际情况，确立以差值为0 或第i 次差值等于第i-5次到i 次差值的平均值为终止条件，其函数表达式如下：

上式（1）（2）（3）参数定义如下：Δmax 为最大光强275，Δi 为任意取点得到的有效光强，Δj 为任意取点的实际光强，N 为取点次数。……