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MXY9002 光電成像基礎(chǔ)與應(yīng)用實驗儀

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(xué)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(xùn)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(xué)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(jìn)行尺寸測量和圖像處理的方法；

5、了解并掌握學(xué)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(yuǎn)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(jī)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(qiáng)；

10、面陣CCD 形態(tài)學(xué)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(jìn)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(jìn)行二值化處理；

    18、利用線陣CCD 對物體尺寸進(jìn)行非接觸的實時測量；

    19、利用線陣CCD 對物體的角度進(jìn)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(jī)進(jìn)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(qiáng)實驗；

    33、CMOS用于顏色識別與變換實驗；

    34、擴(kuò)展性實驗

   （1）通過提供的CPLD程序，學(xué)生可以了解CPLD對外圍器件的控制；

   （2）有能力的學(xué)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(kuò)展相機(jī)的數(shù)字信號；

（4）利用擴(kuò)展相機(jī)并編寫軟件進(jìn)行其他如尺寸測量等實驗等；

五、配套文件資料

1、實驗指導(dǎo)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