智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器技術(shù) 課件 視覺傳感器的結(jié)構(gòu)與原理

2023煙臺汽車工程職業(yè)學(xué)院賈燕紅視覺傳感器的結(jié)構(gòu)與原理視覺傳感器的結(jié)構(gòu)視覺傳感器主要功能是獲取足夠的機器視覺系統(tǒng)要處理的原始圖像。把光、攝像機、圖像處理器、標準的控制與通信接口等集成一體的視覺傳感器常稱為一個智能圖像采集與處理單元。攝像頭主要由鏡頭、鏡頭座、影像傳感器（主要是CCD/CMOS器件）、DSP等組成。視覺傳感器的結(jié)構(gòu)視覺傳感器的結(jié)構(gòu)（1）鏡頭鏡頭的組成是透鏡結(jié)構(gòu)，由幾片透鏡組成，一般有塑膠透鏡或玻璃透鏡。通常攝像頭用的鏡頭構(gòu)造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等。透鏡越多，成本越高。光學(xué)鏡頭我國企業(yè)占據(jù)全球市場的龍頭地位舜宇全球車載攝像頭出貨量第一.視覺傳感器的結(jié)構(gòu)（2）鏡頭座鏡頭座是用來固定鏡頭的，鏡頭是螺旋在鏡頭座里面的，按照材質(zhì)分類，鏡頭座常分為2類：塑膠鏡頭座：成本低，使用普遍。金屬鏡頭座：成本高，散熱性好（3）影像傳感器（主要是CCD/CMOS器件）影像傳感器中的成像芯片（CCD/CMOS器件），是攝像頭的心臟，他們將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栠M行信息的傳遞。CCD圖像傳感器

CMOS圖像傳感器

CCD圖像傳感器CCD，也稱為電荷耦合元件。CCD圖像傳感器主要由一個類似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線路矩陣組成,CCD圖像傳感器的功能類似于膠片，上面有很多整齊排列的光電二極管，接收到光信號之后，可以將光信號裝換為電信號，再經(jīng)過采樣放大，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路變成數(shù)字圖像信號。其上最小單元的光敏物質(zhì)稱為像素，一塊CCD圖像傳感器上所包含的像素越多，感光后所得到的數(shù)字信號圖像分辨率越高。CCD圖像傳感器的優(yōu)點是體積小、成本低，所以它被廣泛應(yīng)用于掃描儀、數(shù)碼相機及數(shù)碼攝像機中。視覺傳感器的結(jié)構(gòu)

CMOS圖像傳感器CMOS，也稱為互補性氧化金屬半導(dǎo)體。COMS圖像傳感器是利用CMOS工藝制造的圖像傳感器，主要利用了半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，和CCD圖像傳感器的原理相同，其外形如圖所示。視覺傳感器的結(jié)構(gòu)視覺傳感器的結(jié)構(gòu)（4）DSPDSP（DigitalSignalProcessing，數(shù)字信號處理），DSP芯片（如圖所示）作用等同于個人計算機里的CPU（中央處理器），它的功能主要是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法運算，對由CMOS傳感器傳來的數(shù)字圖像信號進行優(yōu)化處理，并把處理后的信號通過USB接口傳到PC等設(shè)備上，是攝像頭的核心設(shè)備。車載攝像頭工作原理圖像采集圖像預(yù)處理圖像特征提取圖像模式識別結(jié)果傳輸①圖像采集:圖像采集主要是通過攝像頭采集圖像，如果是模擬信號，要把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并把數(shù)字圖像以一定格式表現(xiàn)出來。根據(jù)具體研究對象和應(yīng)用場合，選擇性價比高的攝像頭。②圖像預(yù)處理:圖像預(yù)處理包含的內(nèi)容較多，有圖像壓縮、圖像增強與復(fù)原、圖像分制等，要根據(jù)具體實際情況進行選擇。車載攝像頭工作原理③圖像特征提取:為了完成圖像中目標的識別，要在圖像分割的基礎(chǔ)上,提取需要的特征，并將這些特征計算、測量、分類，以便于計算機根據(jù)特征值進行圖像分類和識別。④圖像模式識別:圖像模式識別的方法很多，從圖像模式識別提取的特征對象來看，圖像識別方法可分為基于形狀特征的識別技術(shù)、基于色彩特征的識別技術(shù)以及基于紋理特征的識別技術(shù)等。⑤結(jié)果傳輸:通過環(huán)境感知系統(tǒng)識別出的信息，傳輸?shù)杰囕v其他控制系統(tǒng)或者傳輸?shù)杰囕v周圍的其他車輛，完成相應(yīng)的控制功能。車載攝像頭工作原理被攝物體經(jīng)過鏡頭聚焦至CCD（ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件），CCD由多個X-Y縱橫排列的像素點組成，每個像素都由一個光電二極管及相關(guān)電路組成，光電二極管將光線轉(zhuǎn)變成電荷，收集到的電荷總量與光線強度成比例，所積累的電荷在相關(guān)電路的控制下，逐點移出，經(jīng)濾波、放大，