实验4:基于CMOS图像传感器的图像测量

CMOS图像传感器及噪声研究综述

13210720146

刘宗宗

摘要

目前，图像传感器市场主要有CMOS图像传感器和CCD图像传感器。CCD图像传感器由于其较高的填充因子FF(Fill Factor)和较低的固定模式躁声FPN(Fix Pattern Noise)已经得到广泛的应用，但因其存在着多电压，高功耗，低速度，难与CMOS集成等缺点，限制了它的应用，特别是在要求低电压低功耗的移动设备中应用。CMOS图像传感器上世纪60年代就已经出现，但因工艺和技术原因，存在严重的噪声问题，性能不够完善严重影响图像质量还被废弃。但自20世纪90年代以来进人世纪年代,由于对小型化、低功耗和低成本成像系统消费需要的增加, 芯片制造技术和信号处理技术的发展,为新一代低噪声、优质图像和高彩色还原度的CMOS传感器的开发铺平了道路, CMOS传感器的性能因此大大提高, CMOS图像传感器成为固体图像传感器的研究开发热点。

但在光线较暗条件下，CMOS图像传感器的噪声问题比较突出，这与器件和工艺本身关系较大。对于CMOS图像传感器噪声的研究有助于解决其不足，以保证其优势可以发挥，无论是对噪声的抑制，还是对器件工艺改进的引导都有较大意义。图像传感

摘 要

以飞思卡尔公司的16位微控制器MC9S12DGl28作为核心控制单元，设计了智能循线汽车控制系统的软硬件，主要包括传感器选型及信号采集处理、电机和舵机的控制等部分。采用CMOS传感器作为信息采集模块，安装在小车前部，检测白色跑道上的黑色引导线。根据黑线的位置，通过所设计的电路和程序对传感器信号进行采集处理。从而获取车模相对赛道的偏移量、方向、速度等信息。通过编写控制程序，产生PWM脉冲信号，对模型车转向舵机以及驱动电机进行控制。最后完成了智能车工程制作及调试，并实现车模能够沿着赛道高速稳定地行驶。

关键字：智能汽车；CMOS传感器；MC9S12DGl28；控制

毕 业 设 计 说 明 书

Abstract

Using 16bit Freescale microcontroller MC9S12DGl28 as the electmnic control unit(MCU)，this paper designed and developed a smart car which tracks a black line on the white

CMOS图像传感器的基本原理及设计

CMOS图像传感器的基本原理及设计考虑

1、引言

20世纪70年代,CCD图像传感器和CMOS图像传感器同时起步。CCD图像传感器由于灵敏度高、噪声低,逐步成为图像传感器的主流。但由于工艺上的原因,敏感元件和信号处理电路不能集成在同一芯片上,造成由CCD图像传感器组装的摄像机体积大、功耗大。CMOS图像传感器以其体积小、功耗低在图像传感器市场上独树一帜。但最初市场上的CMOS图像传感器,一直没有摆脱光照灵敏度低和图像分辨率低的缺点,图像质量还无法与CCD图像传感器相比。

如果把CMOS图像传感器的光照灵敏度再提高5倍～10倍,把噪声进一步降低,CMOS图像传感器的图像质量就可以达到或略微超过CCD图像传感器的水平,同时能保持体积小、重量轻、功耗低、集成度高、价位低等优点,如此,CMOS图像传感器取代CCD图像传感器就会成为事实。

由于CMOS图像传感器的应用,新一代图像系统的开发研制得到了极大的发展,并且随着经济规模的形成,其生产成本也得到降低。现在,CMOS图像传感器的画面质量也能与CCD图像传感器相媲美,这主要归功于图像传感器芯片设计的改进,以及亚微米和深亚微米级设计增加了像素内部的新功能。

实际上,更确切地说,C

CCD图像传感器

CCD（Charge Coupled Device）全称为电荷耦合器件，是70年代发展起来的新型半导体器件。它是在MOS集成电路技术基础上发展起来的，为半导体技术应用开拓了新的领域。它具有光电转换、信息存贮和传输等功能，具有集成度高、功耗小、结构简单、寿命长、性能稳定等优点，故在固体图像传感器、信息存贮和处理等方面得到了广泛的应用。CCD图像传感器能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，能给出直观、真实、多层次的内容丰富的可视图像信息，被广泛应用于军事、天文、医疗、广播、电视、传真通信以及工业检测和自动控制系统。实验室用的数码相机、光学多道分析器等仪器，都用了CCD作图象探测元件。

一个完整的CCD器件由光敏单元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。CCD工作时，在设定的积分时间内由光敏单元对光信号进行取样，将光的强弱转换为各光敏单元的电荷多少。取样结束后各光敏元电荷由转移栅转移到移位寄存器的相应单元中。移位寄存器在驱动时钟的作用下，将信号电荷顺次转移到输出端。将输出信号接到示波器、图象显示器或其它信号存储、处理设备中，就可对信号再现或进行存储处理。由于CCD光敏元可做得很小（约10um），所以它的图象分辨率很高

传感器与检测技术研究小论文 - I -

“传感器与检测技术”研究小论文

基于应变片传感器的压力测量

姓名： 李 班级： 2011 学号：

2014年 4 月 14 日

传感器与检测技术研究小论文

目录

第1章 应变片传感器综述 ................................................................................ 3 1.1 应变片传感器简介 ................................................................................... 3 1.2 应变片传感器的工作原理 ....................................................................... 3 第2章 传感器的选用 ........................................................................................ 4 2.1 几种传感器及外围电路的比较 .............

计量学概论课程项目报告

一种计量保证方案的设计与应用

(基于应变片传感器的压力测量系统)

姓 名： 同组人:

分工或贡献：电阻应变片压力传感器材料选择和参数计算

课 程 名 称：基于应变片传感器的压力测量系统

指 导 教 师：田广军

完 成 日 期: 2016年12月22日

基于应变片传感器的压力测量系统

摘要：本文简要介绍了压变式压力传感器及其工作原理。本项目主要利用应变片压力传感器将应变片阻值的变化量转换为弹性元件的微小应变，从而利用力、受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。

前言：随着科学技术的迅猛发展，传感器技术已越来越广泛地应用于多种技术领域。各类传感器中，压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。本文针对电阻应变片压力传感器，对它的工作原理，材料选取、参数计算及电路设计以悬臂梁为例

计量学概论课程项目报告

一种计量保证方案的设计与应用

(基于应变片传感器的压力测量系统)

姓 名： 同组人:

分工或贡献：电阻应变片压力传感器材料选择和参数计算

课 程 名 称：基于应变片传感器的压力测量系统

指 导 教 师：田广军

完 成 日 期: 2016年12月22日

基于应变片传感器的压力测量系统

摘要：本文简要介绍了压变式压力传感器及其工作原理。本项目主要利用应变片压力传感器将应变片阻值的变化量转换为弹性元件的微小应变，从而利用力、受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。

前言：随着科学技术的迅猛发展，传感器技术已越来越广泛地应用于多种技术领域。各类传感器中，压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。本文针对电阻应变片压力传感器，对它的工作原理，材料选取、参数计算及电路设计以悬臂梁为例

毕 业 设 计（论 文）

题 目 基于电感测量无位置传感器

无刷电机实验研究

姓 名 学 号 所在学院 专业班级 指导教师 日 期

摘要

无传感器控制技术是无刷直流电机控制领域研究的热点。针对无刷直流电机在静止和低速状态下检测转子位置困难，提出了无刷直流电机采用无位置传感器控制策略时转子位置检测的一种新方法。基于定子电感是转子位置的函数，用该方法推导出三相无刷直流电动机在两相通电工作方式下的等效电感，并用简单的电子电路实现直流无刷电机无位置传感器的驱动控制。本文采用DSP 56F8346芯片对无位置传感器的无刷直流电动机控制系统进行了设计，并且进行了相应的系统硬件、软件设计。

关 键 词: 无刷直流电动机；无位置传感器；转子位置检测；电感

I

Abstract

Sensorless ontrol technology has been a hot rese

实验一 金属箔氏应变片：单臂、半桥比较

一、实验目的：验证单臂、半桥的性能及相互之间关系。 二、所需单元和部件：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V

头、双平衡梁、应变片、主、副电源。

表、测微

三、有关旋钮的初始位置：

档，差动放大器增益打到最大。

直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V

四、实验步骤

（1）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零，关闭主、副电源。

（2）根据图１接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，然后将F/V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零。

图 1

（3）调整测微头使双平行梁处于水平位置(目测)，将直流稳压电源打到±4V档。选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W1，使表头显示零(需预热几分钟表头才能稳定下来)。

（4）旋转测微头，使梁

基于ARM9 的CMOS图像采集系统的设计

基于ARM9的CMOS图像采集系统的设计

摘 要

在当今，电子设备的功能不断强大，传统的图像采集的方式主要限制于拍照，而这也越来越不能满足人们要求，基于嵌入式的实时图像采集的方法因为其实时性，便携性，以及网络传输性受到广大用户的好评和欢迎，成为近年来的技术热点，不断受到人们的重视。今天的ARM系列芯片价格相低廉，功能强大，其性价比的绝对优势使在以ARM9微处理器为核心的系统平台上实现图像采集系统的设计已经成为可能

本文从实际应用出发，采用32位ARM9微处理器S3C2440A作为CPU来控制其他功能模块，设计了基于ARM9的CMOS图像采集系统，主要功能模块有CPU模块、存储模块、以太网传输模块、图像传感器模块等,实现了图像的采集功能以及对数据的网络传输进行了设计。与传统的“图像采集卡-PC-终端控制设备”模式的机器视觉系统相比，具有体积小、成本低、功耗低、实时性强、设计灵活等优点。

关键词：CMOS；图像采集；S3C2440；以太网传输

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基于ARM9的CMOS图像采集系统的设计

Abstract

Nowadays, the functions of the Electron