學(xué)做智能車挑戰(zhàn)飛思卡爾之2硬-在線瀏覽
2025-07-14 07:21本頁面
【正文】 圍擴(kuò)大 ） ， 能給出直觀 、 真實 、 多層次 、 多內(nèi)容的可視圖像信息 ， 圖像傳感器在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中得到越來越廣泛的應(yīng)用 。 （ 1）線陣 CCD圖像傳感器 對于線陣 CCD，它可以直接接收一維光信息，而不能直接將二維圖像轉(zhuǎn)換為一維的電信號輸出，為了得到整個二維圖像的輸出，就必須用行掃描的方法來實現(xiàn)。由于傳輸與讀出方式不同，面陣圖像傳感器有許多類型，常見的傳輸方式有行傳輸、幀傳輸和行間傳輸三種。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 圖像傳感器 （ 1）光電轉(zhuǎn)換特性 CCD圖像傳感器的光電轉(zhuǎn)換特性如圖 。 圖 CCD光電轉(zhuǎn)換特性 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 圖像傳感器 由圖 ，輸出電荷與曝光量之間有一個線性工作區(qū)域，在曝光量不飽和時，輸出電荷正比于曝光量，當(dāng)曝光量達(dá)到飽和曝光量后，輸出電荷達(dá)到飽和值，并不隨曝光量的增加而增加。暗電荷輸出為無光照射時 CCD的輸出電荷。 in tE H T?武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 圖像傳感器 （ 2）靈敏度和靈敏度不均勻性 CCD圖像傳感器的靈敏度或稱為量子效率，標(biāo)志著器件光敏區(qū)的光電轉(zhuǎn)換效率，用在一定光譜范圍內(nèi)單位曝光量下器件輸出的電流或電壓表示。實際上，由于半導(dǎo)體材料不均勻和工藝條件因素影響，在均勻光照下， CCD器件的輸出幅度出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象。它通常有兩種不同的表示方式： ① 極限分辨率。而極限分辨率是指人眼能夠分辨的最細(xì)線條數(shù)，通常用每毫米線對數(shù)（ 1 P/mm）來表示。 每毫米長度上所包含的線對數(shù)稱為空間頻率，其單位是 1 P/mm。 一般來說 ， 調(diào)制度隨空間頻率增加而減小 。MTF的定義為：在各個空間頻率下 ， CCD器件的輸出信號的調(diào)制度與輸入信號的調(diào)制度的比值 ， 即 () 式中 ， 為空間頻率 。隨著空間頻率的增加， MTF值減小。 （ 4） CCD的噪聲 CCD的噪聲源可歸納為三類：散粒噪聲、暗電流噪聲和轉(zhuǎn)移噪聲。單位時間內(nèi)光產(chǎn)生的信號電荷數(shù)并非絕對不變，而是在一個平均值上作微小波動，這一微小波動的起伏便形成散粒噪聲，又稱為白噪聲。由于器件工作時各個信號電荷包的積分地點不同，讀出路徑也不同，這些尖峰對各個電荷包貢獻(xiàn)的電荷量不等，于是形成很大的背景起伏，這就是常稱的固定圖像噪聲的起因。輸出結(jié)構(gòu)采用浮置柵放大器，噪聲最小。具體而言 （ 參見圖 ） ， 攝像頭連續(xù)地掃描圖像上的一行 ， 就輸出一段連續(xù)的視頻信號 ， 該電壓信號的高低起伏正反映了該行圖像的灰度變化情況 。 這樣相當(dāng)于緊接著每行圖像對應(yīng)的電壓信號之后會有一個電壓 “ 凹槽 ” ， 此“ 凹槽 ” 叫做行同步脈沖 ， 它是掃描換行的標(biāo)志 。其中有若干個復(fù)合消隱脈沖（簡稱消隱脈沖），在這些消隱脈沖中，有一個消隱脈沖遠(yuǎn)寬于其他的消隱脈沖（即該消隱脈沖的持續(xù)時間遠(yuǎn)長于其他的消隱脈沖的持續(xù)時間），該消隱脈沖又稱為場同步脈沖，標(biāo)志著新的一場的到來。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 圖像傳感器 圖 攝像頭視頻信號 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 圖像傳感器 通常，攝像頭產(chǎn)品說明上會給出有效像素和分辨率，但通常不會具體介紹視頻信號行的持續(xù)時間、行消隱脈沖的持續(xù)時間等參數(shù)，而這些參數(shù)又關(guān)系到圖像采樣的時序控制。表 1/3 OmniVision CMOS攝像頭的時序參數(shù)，以供參考。 1．霍爾傳感器 霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)原理，將電流、磁場、位移、壓力、壓差轉(zhuǎn)速等被測量轉(zhuǎn)換成電動勢輸出的一種傳感器。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 測速傳感器 （ 1）霍爾效應(yīng)原理 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。在薄片左右兩端通以電流（稱為控制電流），那么半導(dǎo)體中的截流子（電子）將沿著與電流的相反方向運動。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 測速傳感器 圖 霍爾效應(yīng)原理圖 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 測速傳感器 這時，在半導(dǎo)體前后兩個端面之間（即垂直于電流和磁場的方向）建立的電場稱為霍爾電場，相應(yīng)的電勢就稱為霍爾電勢 。 若磁場方向與元件平面成角度 時，則作用在元件上的有效磁場是其法線方向的分量，即 ，則有 () HUHHHR IBU K IBd??HUHR HR ??? ?? HK HH /K R d??cosB ?HH co sU K lB ??武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 測速傳感器 由式 ()和式 ()可以看出，霍爾電勢 的大小正比于控制電流 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 ，靈敏度 表示在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度和單位控制電流時輸出霍爾電勢的大小，一般要求越大越好，元件的厚度 d越薄， 就越大，所以霍爾元件的厚度都很薄。 HUI B HKHK武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 測速傳感器 （ 2）霍爾元件的基本結(jié)構(gòu) 霍爾元件的結(jié)構(gòu)很簡單，由霍爾片、四根引線和殼體組成。霍爾元件的殼體是用非導(dǎo)磁金屬、陶瓷或環(huán)氧樹脂封裝的。轉(zhuǎn)盤的輸入軸與被測轉(zhuǎn)軸相連，當(dāng)被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)盤隨之
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