随着计算机技术的发展,特别是计算机运行速度的提高,图像处理在工程技术许多领域的应用越来越广泛。岩心扫描仪主要用于现场采集岩心的数字图像信息,为油、气井的钻探提供基础资料。岩心扫描仪主要由机架、图像采集系统和运动控制系统组成。传统岩心扫描仪的运动控制系统包括图像采集装置(面阵感光元件或线阵感光元件)的直线运动控制和岩心的回转运动控制两部分。传统岩心扫描仪的运动控制系统由计算机、计算机接口、数控系统、减速装置、滚珠丝杆等组成。由于传动链长,运动控制复杂,导致扫描仪的体积大、重量重、运动精度低,不便于“便携”操作。基于光栅定位的便携式扫描仪充分发挥光栅位置检测的优势,采用“运动以手动操作为主,计算机被动检测控制”的原理,取消了包括数控系统、减速装置和滚珠丝杆在内的硬件装置,在保证图像质量的前提下,大幅度减小了扫描仪的重量,降低了生产成本,实现了便携功能。本课题主要研究基于被动运动控制扫描仪的运动原理和实现方法。由于扫描仪的运动控制原理由主动控制变为被动控制,其技术关键是提高信号采集的速度。现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)是20世纪80年代出现的可编程逻辑器件。FPGA将半定制的门阵列电路的优点和可编程逻辑器件的用户可编程特性结合在一起,将大量的门电路集成在一起,设计的电子产品体积小、集成度和可靠性高,具有用户可编程特性,可以大大缩短设计周期。FPGA最大的优点是程序设计灵活,集成度高,数据处理速度快,为实现扫描仪被动检测的运动控制提供了硬件条件。