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分析斜率CMOS图像传感器在二维光电自准直仪中运用查抄袭率

收藏本文 2024-02-24 点赞:10744 浏览:37281 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:传统的光电自准直仪选用CCD(电荷耦合器件)作为光电转换器件,具有功耗高、电路设计复杂、测量速度慢等缺点。近年来,随着超大规模集成电路的迅速进展,CMOS图像传感器实现了将A/D转换、信号处理、增益调节、精确放大和数据存储等功能集成于同一个芯片内,大大提升了系统的集成度。本论文以CMOS图像传感器作为二维自准直仪的光电成像器件,以提升光电自准直仪的测量精度和测量速度为出发点,对系统中的几项关键技术进行浅析和探讨,并结合自准直角的特点将这些技术运用到实际测量中。论文目前取得的进展主要有以下几个方面:1、对像元的细分算法进行论述浅析,提出了一种改善的加权质心法。该算法能根据图像灰度值的变化而自动调节阈值门限,具有一定的自适应能力。通过细分计算,将光电自准直仪的测角分辨率提升到0.23,实现了系统的高精度测量。2、利用CMOS图像传感器具有的随机开窗口(ROI,Region Of Interest)功能,在自准直仪测角历程中,通过转变像元读取窗口的大小和位置,来提升光电自准直仪的测量速度。采取随机开窗口操作后,系统测量速度由原来的27.5帧/秒提升到了110帧/秒。3、设计了自适应制约模块,可以根据准直光源的光能量发生变化而进行相应的积分时间自动调整,以满足测量环境的要求。4、对CMOS图像传感器的多斜率积分方式进行探讨,通过多斜率积分操作扩展了传感器的光学动态范围,也相应的提升了系统信噪比。5、对光电自准直仪的工程样机进行了实验验证,实验结果表明,样机的测量精度完全满足技术指标要求。关键词:CMOS图像传感器论文光电自准直仪论文多斜率积分论文随机开窗口论文自适应论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-7

    目录7-9

    第一章 引言9-12

    1.1 光电自准直仪介绍9-10

    1.2 CMOS 图像传感器在光电自准直仪中的运用10-11

    1.3 本论文的探讨作用和探讨内容11

    1.4 本章小结11-12

    第二章 CMOS光电自准直仪的工作原理及组成12-18

    2.1 自准直测角原理12

    2.2 自准直仪的光学系统12-13

    2.3 光电自准直仪系统的组成13-14

    2.4 主要器件选择14-17

    2.4.1 光源的选择14-15

    2.4.2 图像传感器的选择15-17

    2.5 本章小结17-18

    第三章 CMOS光电自准直仪的关键技术浅析18-33

    3.1 像点细分定位算法18-22

    3.1.1 加权质心法18-19

    3.1.2 门限 T 的确定19-21

    3.1.3 像点质心位置计算21-22

    3.2 随机开窗口功能的实现22-26

    3.2.1 成像区域划分22-23

    3.2.2 像点捕获判断23-24

    3.2.3 目标点成像区域锁定24

    3.2.4 像点中心的偏移量计算24-26

    3.3 自适应制约26-28

    3.4 CMOS 图像传感器的动态范围扩展探讨28-32

    3.4.1 动态范围的定义28-29

    3.4.2 IBIS5-A-1300 多斜率光积分原理介绍29-31

    3.4.3 两种积分方式下的成像结果比较31-32

    3.5 本章小结32-33

    第四章 硬件电路设计与实现33-49

    4.1 硬件系统的功能模块组成33-34

    4.2 系统电源及复位电路的设计34-35

    4.3 JTAG 配置电路的设计35-36

    4.4 FPGA 内部功能单元的设计与实现36-43

    4.4.1 多斜率积分驱动时序设计37-41

    4.4.2 TFT 屏的显示驱动设计41-43

    4.5 EEPROM AT25256 的 SPI 接口设计43-48

    4.5.1 AT25256 工作原理及配置44-45

    4.5.2 与 DSP 的接口电路设计45-46

    4.5.3 AT25256 的读写时序46-48

    4.6 本章小结48-49

    第五章 实验历程及结果浅析49-57

    5.1 实验系统组成49

    5.2 工程样机的测角精度检测49-54

    5.3 系统测量的误差浅析54-56

    5.4 本章小结56-57

    第六章 总结与展望57-59

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