CCD应用技术一些问题讨论课件.ppt

CCD应用技术 1，光源受不受任何控制机构的阻碍或影响？ 2，控制电路是否必须采用其他输入来产生脉冲照明或定时照明？ 3，在光源损坏、光强减弱或发生其他故障时，是否需要故障指示？ 问题： 光源受不受任何控制机构的影响 CCD系统中光源的作用： 1，照亮目标，提高亮度。 2，形成有利于图像处理的成像效果。 3，克服环境光的干扰，保证图像的稳定性。 4，用做测量的工具或参照物。 通过适当的光源照明设计可以使得图像在目标信息和背景信息得到理想分离，可以降低图像处理的难度，提高系统的精度和可靠性。但是目前并没有通用的机器视觉照明设备机构，因此要针对不同的情况设计对应的照明机构，以达到最佳效果。 光源受不受任何控制机构的影响 例子1：对特定物体表面的图像获取分析 光源：单个点光源 控制机构：移动平台 各结构相互独立。 答案：受影响 光源受不受任何控制机构的影响 前进方向 位移控制机构运动时，被测物体表面的光照度分布发生变化，即光源会对成像造成影响。 光源受不受任何控制机构的影响 解决方案： 改变光源的结构形式，可以使得光源不受到位移机构的影响。例如将单个点光源改变为一行LED均匀分布光源，在位移行程内使得光照强度一致。如下图： 也可以设计光源与位移台相连，使之一同运动。 光源受不受任何控制机构的影响 例子二：在激光测距系统中： 由于光源为线激光或者点激光，亮度大。CCD基本都能够接受到激光信号并且正确进行分析。 激光光源基本不受控制机构的影响。 控制电路是否必须采用其他输入来产生脉冲照明或定时照明 CCD器件是积分型器件，输出电流信号既和CCD器件光敏面上的照度有关，也和两次取样的间隔时间，即积分时间有关。若以I代表其输出电流信号，E代表光敏面的照度，t代表两次取样的间隔时间，则在正常工作范围内有 I=KEt=KQ K是比例系数；Q = Et，称为曝光量，单位lx*s（勒克斯）。 控制电路是否必须采用其他输入来产生脉冲照明或定时照明 对于既定元件，曝光量应限定在一定的范围之内，其上限为饱和曝光量 。对于摄像和以光度测量为基础的CCD应用系统，光敏面上任何光敏单元上的曝光量 均应低于 ，否则将产生画面亮度失真，或产生大的测量误差。 控制电路是否必须采用其他输入来产生脉冲照明或定时照明 因为 ，所以可通过适当选择CCD器件光敏面上照度E和两次采样间隔时间t两个参数来达到 。但是，采样间隔时间t一般由驱动器的转移脉冲周期 确定，常为一确定值。所以调节曝光量通常是通过调节CCD光敏面上的光照度来实现。要求光敏面上任何点的照度应满足 。 光敏面的照度也不能太低。如果某些点的照度低于CCD器件的灵敏阈，这些较暗部便无法测出，从而降低画面亮度的层次或产生测量误差。最好是把光敏面上的最大照度 调节为略低于 ，以充分利用器件的动态范围。  控制电路是否必须采用其他输入来产生脉冲照明或定时照明 对于CCD应用系统，CCD器件光敏面的照度就是经光学系统成像的像面照度或者是经光学系统进行傅里叶变换后的谱面照度。 终上所述，尽量使照明在合适的范围内，当亮度过低时需要提供定时照明或者脉冲照明，如：夜间相机的闪光灯。 在光源发生故障时是否需要故障指示 答案：肯定是需要的。 例子1：饮料的生产线自动化检测系统。 检测液位高度，是否含杂质，外观外形。光源出现故障，对测量造成影响。 在光源发生故障时是否需要故障指示 例子二：医疗图像分析方面。 在血液细胞自动分类计数、染色体分析、癌症细胞识别等。 由于是显微成像，对光源的要求很高，光源发生故障对成像质量影响很大，若没有故障指示，无法正确成像并进行分析。 在光源发生故障时是否需要故障指示 综上可知： 对于需要光照设备的CCD视觉系统，光照度的变化会给系统的运行检测结果带来一定的影响。当光源变暗或者出现故障，有可能会照成测量结果不正确，此时照明子系统中必须要有光源故障指示设备，尤其是在一些密封环境下的系统。这样可提高系统的可靠性。