【正文】 高，形成反型層，反型層電荷的存在表明了 MOS結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)電荷的功能。 在沒(méi)有反型層時(shí) ， 勢(shì)阱的深度和 UG成正比例關(guān)系 。 電荷耦合攝像器件工作原理 通過(guò)按一定的時(shí)序在電極上施加高低電平，可以實(shí)現(xiàn)光電荷在相鄰勢(shì)阱間的轉(zhuǎn)移 。 基本功能三 電荷的轉(zhuǎn)移 電荷耦合攝像器件工作原理 光電荷的輸出是指在光電荷轉(zhuǎn)移通道的末端，將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號(hào)輸出，也稱(chēng)為光電荷的檢測(cè)。其結(jié)構(gòu)示意如圖 7圖 77所示。 光敏元陣列與轉(zhuǎn)移區(qū) 移位寄存器是分開(kāi)的 ， 移位寄存器被遮擋 。 圖 79為 雙溝道線陣 CCD的結(jié)構(gòu)圖 。 當(dāng)轉(zhuǎn)移柵為高電平時(shí) ， 光積分陣列的信號(hào)電荷包同時(shí)按箭頭所示方向轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)的移位寄存器中 ， 然后在驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下分別向右轉(zhuǎn)移 ， 最后以視頻信號(hào)輸出 。 優(yōu)點(diǎn) ： ①電極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； ② 較高的分辨率 和靈敏度。 CCD圖像傳感器 行間轉(zhuǎn)移型面陣 CCD電荷耦合器件 (ITCDD)的感光行與垂直位移寄存器相間排列，由轉(zhuǎn)移柵極控制電荷的轉(zhuǎn)移和輸出。 缺點(diǎn)： ①防止漏光，總的感 光面積減小，靈敏度 降低； ②有部分入射光到達(dá) 垂直位移寄存器，形 成光污染。 優(yōu)點(diǎn) ：垂直轉(zhuǎn)移速度極映，可有效消除光污染，使垂直拖尾消失。 CMOS圖像傳感器 CMOS圖像傳感器 (CIS)由許多光敏單元組成。 ? 根據(jù)敏感單元內(nèi)是否具有放大功能，可分為 無(wú)源 像素圖像傳感器（ PPS） 和 有源 像素圖像傳感器 (APS)。 優(yōu)點(diǎn)： ①在給定的單元尺寸下，可 設(shè)計(jì)出最高的填充系數(shù) ②在給定的設(shè)計(jì)填充系數(shù)下， 單元尺寸可設(shè)計(jì)得最小 ③可獲得較高的“量子效率” 有利于提高器件的靈敏度 不足 : ① 存在較大的固有圖形噪聲 ②列線不宜過(guò)長(zhǎng)以減小其分 布參數(shù)的影響 CMOS圖像傳感器 有 源像素結(jié)構(gòu) （ 1） 光敏二極管型有源像素結(jié)構(gòu) 光敏二極管型有源像素結(jié)構(gòu)如圖 711，每個(gè)像元包括三個(gè)晶體管和一個(gè)光敏二極管 。 CMOS光敏二極管型 APS適宜于大多數(shù) 中低性能 的應(yīng)用。采用 工藝將允許達(dá)到 5um的像元間距。 CMOS光柵型 APS適用于 高性能科學(xué)成像和低光照成像 。 ?CCD存儲(chǔ)的電荷轉(zhuǎn)移和讀取電路較為復(fù)雜 ， 速度較慢； CMOS信號(hào)讀取十分簡(jiǎn)單 ， 能同時(shí)處理各單元的圖像信息 ，速度比 CCD快得多 。 ?從功耗和兼容性來(lái)看 ， CCD功耗大；而 CMOSAPS具有功 耗低 、 兼容性好的特點(diǎn) 。 ?CMOSAPS比 CCD圖像質(zhì)量高 。 CMOS圖像傳感器具有 更強(qiáng)的靈活性 CCD與 CMOS圖像傳感器比較 3D視覺(jué)傳感技術(shù) ? 3D視覺(jué)傳感原理 ? 攝像機(jī)模型及結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定技術(shù) ? 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感器 ? 雙目視覺(jué)傳感器 ? 組合視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng) 3D視覺(jué)傳感原理 ?3D視覺(jué)傳感 是指采用一個(gè)或多個(gè)圖象傳感器（攝像機(jī)等）作為傳感元件，在特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的支持下，綜合利用其它輔助信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的尺寸及空間位姿的三維非接觸測(cè)量。 3D視覺(jué)傳感原理 基于三角法的 3D視覺(jué)測(cè)量方法 結(jié)構(gòu)光方法 通過(guò)構(gòu)造結(jié)構(gòu)光，使得結(jié)構(gòu)光平面和攝像機(jī)之間配置成三角測(cè)量關(guān)系，依靠被測(cè)點(diǎn)成像光束和結(jié)構(gòu)光平面的交匯約束，求解 3D信息。 3D視覺(jué)測(cè)量模型 包括三個(gè)層次：攝像機(jī)成像模型、 3D傳感器測(cè)量模型、 3D測(cè)量系統(tǒng)模型，與此對(duì)應(yīng)，標(biāo)定問(wèn)題也分為三個(gè)層次。 攝像機(jī)模型及結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定技術(shù) 直接線性變換模型 pAq ?? （ 72） DLT模型由下式表述： 式中， p， q與 （ 71） 中相同； A為矩陣，可分解為 F M TBVA 11 ??? ? （ 73） 0?? 攝像機(jī)模型及結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定技術(shù) 攝影測(cè)量模型 假設(shè) (xu, yu) 為空間物點(diǎn) P 在像平面上理想像點(diǎn)坐標(biāo)實(shí)際像點(diǎn)位置為 (xd, yd)，則 yCyyxCxxyduxdu???????? （ 74） 其中， Cx、 Cy為像面中心， ?x、 ?y為成像綜合畸變（修正因子），可采用下列模型 ： ???????????????????2221362412212122362412)2(22)2(PryyxPkrykrykryyybxbyxPPrxkrxkrxkrxx （ 75） 式中： ???????ydxdCyyCxx 22 yxr ?? 攝像機(jī)模型及結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定技術(shù) 直接標(biāo)定及技術(shù) 直接標(biāo)定模型參數(shù)可以通過(guò)建立已知空間點(diǎn)（控制點(diǎn)）三維坐標(biāo) （ Xw, Yw, Zw） 及其對(duì)應(yīng)成像點(diǎn)的二維像面坐標(biāo)（ xd， yd）之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系：對(duì)于較小視場(chǎng)的成像，可以通過(guò)精確的共面或非共面的靶標(biāo)建立控制點(diǎn)的三維物點(diǎn)和二維特征像點(diǎn)的對(duì)應(yīng)；對(duì)于較大視場(chǎng)的成像，可以通過(guò)大型 CMM 構(gòu)造較大空間的三維控制點(diǎn)。 zyx ttt 、 ??? 攝像機(jī)模型及結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定技術(shù) 自標(biāo)定技術(shù) 基本思路： 在空間簡(jiǎn)單設(shè)置標(biāo)定控制點(diǎn) ， 控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)未知 ， 像機(jī)在不同的姿態(tài) （ ） 條件下 ， 獲取視場(chǎng)中控制點(diǎn)的圖像 ， 處理得到控制點(diǎn)的象面坐標(biāo) 。 優(yōu)點(diǎn)： 1. 對(duì)工作環(huán)境要求不高，易于實(shí)現(xiàn) 2. 標(biāo)定結(jié)果不受控制點(diǎn)坐標(biāo)精度影響，標(biāo)定精度高 3. 標(biāo)定過(guò)程可以和測(cè)量過(guò)程有機(jī)結(jié)合 4. 適合大尺寸視覺(jué)測(cè)量 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感器 攝像機(jī) OXYZ 投射器 l1 ln OXfYfZf F OwXwYwZw 結(jié)構(gòu)光傳感器測(cè)量原理 設(shè)攝象機(jī)坐標(biāo)系為 OXYZ ，光平面和被測(cè)物體相交形成光條 l ，記光條上一特征點(diǎn) P 在 OXYZ中的坐標(biāo)為 （ X， Y， Z） ，光平面在 OXYZ 中的方程已知，特征點(diǎn)P在攝象機(jī)象素坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為（ xm， ym），由攝象機(jī)數(shù)學(xué)模型知 ?????),(),(zyxfyzyxfxymxm （ 76） 又， P點(diǎn)在光平面內(nèi) 0),( ?zyxf p （ 77） 其中， fx， fy是攝象機(jī)的模型函數(shù)，可以通過(guò)精確的攝象機(jī)標(biāo)定過(guò)程得到； fp為光平面在 OXYZ坐標(biāo)系中的方程，在標(biāo)定傳感器時(shí)精確求得。 測(cè)量原理 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感器 標(biāo)定 OXYZ 光平面投射器 象平面 Pw P l 結(jié)構(gòu)光傳感器標(biāo)定 標(biāo)定借助一個(gè)細(xì)絲靶標(biāo)進(jìn)行，細(xì)絲靶標(biāo)上固定 n個(gè)（相互近似平行）細(xì)直鋼絲 l1， … ， ln。光平面入射到靶標(biāo)細(xì)絲上時(shí)產(chǎn)生 n個(gè)散射亮點(diǎn) Pi（ i=1,…,n） ，Pi對(duì)應(yīng)像