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簡要描述:光電成像基礎(chǔ)與應(yīng)用實驗儀包括CCD和CMOS兩大方面,這兩方面原理與應(yīng)用是《光電技術(shù)》和《圖像傳感器應(yīng)用技術(shù)》課程重要章節(jié),也是教學的難點章節(jié),因此,monxyuan開發(fā)了光電成像基礎(chǔ)與應(yīng)用實訓平臺。該平臺采用搭建式、開放式設(shè)計,直觀展現(xiàn)了線陣CCD、面陣CCD和CMOS的工作原理,并且設(shè)置了工程實際檢測的實驗。
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一、產(chǎn)品介紹
光電成像基礎(chǔ)與應(yīng)用實驗儀包括CCD和CMOS兩大方面,這兩方面原理與應(yīng)用是《光電技術(shù)》和《圖像傳感器應(yīng)用技術(shù)》課程重要章節(jié),也是教學的難點章節(jié),因此,monxyuan開發(fā)了光電成像基礎(chǔ)與應(yīng)用實訓平臺。該平臺采用搭建式、開放式設(shè)計,直觀展現(xiàn)了線陣CCD、面陣CCD和CMOS的工作原理,并且設(shè)置了工程實際檢測的實驗。
二、教學目的
1、了解并掌握線/面陣CCD和CMOS的原理;
2、了解線/面陣CCD和CMOS的軟件使用方法;
3、了解并掌握面陣CCD和CMOS信號處理方法;
4、了解并掌握運用面陣CCD和CMOS進行尺寸測量和圖像處理的方法;
5、了解并掌握學生掌握線陣CCD的幾種典型的應(yīng)用;
三、主要技術(shù)參數(shù)
(一)面陣CCD傳感器
1、內(nèi)置黑白面陣CCD:有效像元數(shù):768(水平)×576(垂直);電子快門:1/50~1/80,000秒,自動連續(xù)調(diào)整;
2、外接彩色面陣CCD:有效像元數(shù):768(水平)×576(垂直);電子快門:1/50~1/80,000秒,自動連續(xù)調(diào)整;
3、圖像采集卡:8bit分辨率,黑白、彩色8bit×3采集;USB2.0接口;
(二)線陣CCD傳感器
1、傳感器:線陣CCD傳感器,TCD1206D,有效像元數(shù):2160;像元尺寸:14μm×14μm,相鄰像元中心距14μm;
2、信號輸出電器特性:模擬信號輸出5V;數(shù)字信號輸出,TTL電平;
3、操作軟件:兼容Microsoft Windows98、Windows2000、WindowsXP;
4、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):8位分辨率,USB2.0方式,速度不低于5MHz的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);
5、光源:白色LED遠心照明光源;白色LED均勻光源;
6、成像物鏡:焦距:50mm ;相對孔徑: 2 ;
(三)外接彩色CMOS傳感器
1、圖像傳感器:1/4″CMOS彩色;
2、感光面積:4.9mm×3.7mm;
3、信號系統(tǒng):PAL/NTSC;
4、有效像素:NTSC:768(H)×494(V);
5、水平解析度:700電視線;
6、鏡頭:CS/C ;
7、自動增益控制:開啟/關(guān)閉可選擇;
8、背光補償:開啟/關(guān)閉 支持;
9、電子快門:開啟/關(guān)閉可選擇;
10、信噪比 : 大于48dB (AGC OFF);
11、快門速度:1/50(1/60)~1/100,000秒;
12、自動光圈鏡頭:VIDEO/DC 伺服型可支持;
13、白平衡 :自動跟蹤白平衡;
14、同步系統(tǒng):內(nèi)同步;
15、視頻輸出:1.0Vp-p 75Ω(BNC);
16、功率消耗:小于3.5W;
17、插口:VIDEO OUT(BNC);
18、電源:DC 12V 1A;
19、工作溫度 : -20°C~+55°C;
20、尺寸:50*50*50;
(四)黑白CMOS 傳感器
1、感光芯片:1/4"OV5116 B/W CMOS
2、視頻制式:N制
3、感光面積:3.2mm*2.5mm
4、清晰度:240TV lines
(五)CPLD編程及測試組件
CPLD:大延遲時間 tpd(1)10.0ns;電壓電源 - 內(nèi)部3 V ~ 3.6 V邏輯元件/邏輯 塊數(shù)目4;宏單元數(shù)64;門數(shù)1250;輸入/輸出數(shù)34;工作溫度0°C ~ 85°C;
四、實驗內(nèi)容
1、面陣CCD 原理與驅(qū)動實驗;
2、面陣CCD 數(shù)據(jù)采集與計算機接口實驗;
3、面陣CCD 邊緣與輪廓檢測;
4、面陣CCD物體尺寸測量實驗;
5、面陣CCD 圖像的點運算;
6、面陣CCD 圖像的幾何變換;
7、面陣CCD 圖像采集與參數(shù)設(shè)置;
8、面陣CCD 投影與差影圖像分析;
9、面陣CCD 圖像的濾波與增強;
10、面陣CCD 形態(tài)學處理;
11、面陣CCD 旋轉(zhuǎn)與縮放;
12、面陣CCD 顏色識別與變換;
13、面陣CCD圖像采集程序設(shè)計;
14、線陣CCD 工作原理與驅(qū)動波形觀測;
15、線陣CCD 模擬輸出信號的調(diào)整;
16、通過采集卡對線陣CCD的模擬輸出信號進行A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集;
17、通過軟件浮動閾值對CCD的輸出信號進行二值化處理;
18、利用線陣CCD 對物體尺寸進行非接觸的實時測量;
19、利用線陣CCD 對物體的角度進行測量;
20、利用線陣CCD 測量物體的振動;
21、利用線陣CCD識別一維條形碼;
22、利用線陣CCD掃描物體的二維圖像;
23、利用外置相機進行實物尺寸測量
24、用硬件提取邊緣信號的二值化
25、CMOS原理與驅(qū)動實驗;
26、CMOS數(shù)據(jù)采集實驗;
27、CMOS圖像采集程序設(shè)計
28、CMOS用于邊緣與輪廓檢測實驗;
29、CMOS用于物體的尺寸測量實驗;
30、CMOS用于圖像采集與參數(shù)設(shè)置實驗;
31、CMOS用于投影與差影圖像分析實驗;
32、CMOS用于圖像的濾波與增強實驗;
33、CMOS用于顏色識別與變換實驗;
34、擴展性實驗
(1)通過提供的CPLD程序,學生可以了解CPLD對外圍器件的控制;
(2)有能力的學生還可以自己編程來產(chǎn)生方波;
(3)通過提供的SDK和DEMO程序,編寫程序來采集擴展相機的數(shù)字信號;
(4)利用擴展相機并編寫軟件進行其他如尺寸測量等實驗等;
五、配套文件資料
1、實驗指導書1本;
2、實驗軟件1套;
3、實驗錄像光盤1套;
客戶自行配置電腦及示波器
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