光电成像基础与应用实验仪

MXY9002 光电成像基础与应用实验仪

一、产品介绍

光电成像基础与应用实验仪包括CCD和CMOS两大方面，这两方面原理与应用是《光电技术》和《图像传感器应用技术》课程重要章节，也是教学的难点章节，因此，monxyuan开发了光电成像基础与应用实训平台。该平台采用搭建式、开放式设计，直观展现了线阵CCD、面阵CCD和CMOS的工作原理，并且设置了工程实际检测的实验。

二、教学目的

1、了解并掌握线/面阵CCD和CMOS的原理；

2、了解线/面阵CCD和CMOS的软件使用方法；

3、了解并掌握面阵CCD和CMOS信号处理方法；

4、了解并掌握运用面阵CCD和CMOS进行尺寸测量和图像处理的方法；

5、了解并掌握学生掌握线阵CCD的几种典型的应用；

三、主要技术参数

（一）面阵CCD传感器

    1、内置黑白面阵CCD：有效像元数：768(水平)×576(垂直)；电子快门：1/50～1/80,000秒，自动连续调整；

    2、外接彩色面阵CCD：有效像元数：768(水平)×576(垂直)；电子快门：1/50～1/80,000秒，自动连续调整；

    3、图像采集卡：8bit分辨率，黑白、彩色8bit×3采集；USB2.0接口；

（二）线阵CCD传感器

  1、传感器：线阵CCD传感器，TCD1206D，有效像元数：2160；像元尺寸：14μm×14μm，相邻像元中心距14μm；

    2、信号输出电器特性：模拟信号输出5V；数字信号输出，TTL电平；

    3、操作软件：兼容Microsoft Windows98、Windows2000、WindowsXP；

    4、数据采集系统：8位分辨率，USB2.0方式，速度不低于5MHz的高速数据采集系统；

    5、光源：白色LED远心照明光源；白色LED均匀光源；

  6、成像物镜：焦距：50mm ；相对孔径： 2 ；

（三）外接彩色CMOS传感器

    1、图像传感器：1/4″CMOS彩色；

    2、感光面积：4.9mm×3.7mm；

    3、信号系统：PAL/NTSC；

    4、有效像素：NTSC:768(H)×494(V)；

    5、水平解析度：700电视线；

    6、镜头：CS/C ；

    7、自动增益控制：开启/关闭可选择；

    8、背光补偿：开启/关闭 支持；

    9、电子快门：开启/关闭可选择；

    10、信噪比 ： 大于48dB (AGC OFF)；

    11、快门速度：1/50(1/60)～1/100，000秒；

    12、自动光圈镜头：VIDEO/DC 伺服型可支持；

    13、白平衡 ：自动跟踪白平衡；

    14、同步系统：内同步；

    15、视频输出：1.0Vp-p 75Ω（BNC）；

    16、功率消耗：小于3.5W；

    17、插口：VIDEO OUT(BNC)；

    18、电源：DC 12V 1A；

    19、工作温度 ： -20°C～+55°C；

    20、尺寸：50*50*50；

（四）黑白CMOS 传感器

     1、感光芯片：1/4"OV5116 B/W CMOS
     2、视频制式：N制  

    3、感光面积：3.2mm*2.5mm
     4、清晰度：240TV lines

（五）CPLD编程及测试组件

    CPLD:大延迟时间 tpd(1)10.0ns；电压电源 - 内部3 V ~ 3.6 V逻辑元件/逻辑 块数目4；宏单元数64；门数1250；输入/输出数34；工作温度0°C ~ 85°C；

四、实验内容

1、面阵CCD 原理与驱动实验；

2、面阵CCD 数据采集与计算机接口实验；

3、面阵CCD 边缘与轮廓检测；

4、面阵CCD物体尺寸测量实验；

5、面阵CCD 图像的点运算；  

6、面阵CCD 图像的几何变换；

7、面阵CCD 图像采集与参数设置；

8、面阵CCD 投影与差影图像分析；

9、面阵CCD 图像的滤波与增强；

10、面阵CCD 形态学处理；

11、面阵CCD 旋转与缩放；

12、面阵CCD 颜色识别与变换；

13、面阵CCD图像采集程序设计；

    14、线阵CCD 工作原理与驱动波形观测；

    15、线阵CCD 模拟输出信号的调整；

    16、通过采集卡对线阵CCD的模拟输出信号进行A/D转换和数据采集；

    17、通过软件浮动阈值对CCD的输出信号进行二值化处理；

    18、利用线阵CCD 对物体尺寸进行非接触的实时测量；

    19、利用线阵CCD 对物体的角度进行测量；

    20、利用线阵CCD 测量物体的振动；

    21、利用线阵CCD识别一维条形码；

    22、利用线阵CCD扫描物体的二维图像；

    23、利用外置相机进行实物尺寸测量

    24、用硬件提取边缘信号的二值化

    25、CMOS原理与驱动实验；

    26、CMOS数据采集实验；

    27、CMOS图像采集程序设计

    28、CMOS用于边缘与轮廓检测实验；

    29、CMOS用于物体的尺寸测量实验；

    30、CMOS用于图像采集与参数设置实验；

    31、CMOS用于投影与差影图像分析实验；

    32、CMOS用于图像的滤波与增强实验；

    33、CMOS用于颜色识别与变换实验；

    34、扩展性实验

   （1）通过提供的CPLD程序，学生可以了解CPLD对外围器件的控制；

   （2）有能力的学生还可以自己编程来产生方波；

   （3）通过提供的SDK和DEMO程序，编写程序来采集扩展相机的数字信号；

（4）利用扩展相机并编写软件进行其他如尺寸测量等实验等；

五、配套文件资料

1、实验指导书1本；

2、实验软件1套；

3、实验录像光盘1套；

客户自行配置电脑及示波器