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第6卷 第3期 2006年2月167121815(2006)0320312203 科 学 技 术 与 工 程Science Technol ogy and Engineering Vol .6 No .3 Feb .2006Ζ 2006 Sci .Tech .Engng .C MOS 图像传感器在光电自动跟踪系统中的应用赵志刚 毕晓麟(中科院上海技术物理研究所,上海200083)摘要 结合C MOS 图像传感器ADCS -2121在全自动便携式太阳辐射计中的应用介绍了C MOS 图像传感器在光学系统定位中的具体应用,并与传统的采用四象限探测器作为光斑探测器进行了比较。
结果表明,此种方法具有定位精度高、可自由规定零点等优点,且根据需要规定C MOS 图像传感器表面的跟踪范围,具有很好的应用性。
关键词 C MOS 图像传感器光斑定位 CP LD ADCS -2121中图法分类号 T N941.1; 文献标识码 B2005年10月10日收到第一作者简介:赵志刚(1981年生),男(汉族),陕西,在读研究生,研究方向:便携式全自动太阳辐射计。
littlezhao@ustc .edu 。
C MOS 图像传感器具有以下优点:集成度高,可将图像传感器阵列、A /D 转换电路、时钟控制电路以及数字接口电路集成在一起,减少了成像系统体积和复杂度,使设计周期大大缩短,且功耗低。
因此它在数字成像系统中被广泛采用。
在全自动便携式太阳辐射计中,采用其作为光斑定位的传感器可以得到较高的精度,以及在应用时可以自行设置坐标基点,方便设计人员对机械结构的设计。
1 ADCS 22121性能及特点ADCS 22121是由Agilent 公司开发的C MOS 黑白图像传感器,它将像素阵列、A /D 转换电路及时钟控制电路集成在一起,具有低噪声、高分辨率、低功耗等优点。
ADCS 22121像素阵列为640×480,其图像窗口可通过编程设定大小及位置,窗口大小可从640×480至4×4,可进行照相和摄像两种操作。
视觉传感器的原理及应用1. 引言视觉传感器是一种利用光学技术获取和处理图像信息的传感器，它模拟了人眼的原理，能够感知环境中的光线，并将光线转化为电信号。
视觉传感器作为一种关键的感知器件，在多个领域中得到广泛应用，例如机器人技术、自动驾驶、工业自动化等。
本文将介绍视觉传感器的原理和应用。
2. 视觉传感器的工作原理视觉传感器的工作原理主要包括光敏器件、图像处理算法和图像显示三个方面。
2.1 光敏器件光敏器件是视觉传感器中重要的组成部分，它用于将光信号转换为电信号。
目前，常见的光敏器件有CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）。
•CCD： CCD是一种基于硅材料的光电传感器，具有高灵敏度和低噪声的特点。
它能够将光信号转换为电荷信号，并通过电荷耦合进行读取和放大。
CCD在高端图像传感器中得到广泛应用，例如高清摄像机和天文望远镜等。
•CMOS：CMOS是一种集成电路技术，在视觉传感器中，CMOS图像传感器是最常用的光敏器件之一。
CMOS图像传感器具有低功耗、小型化和集成度高的特点。
它将光信号转换为电压信号，并通过模拟转换器进行放大和数字化处理。
2.2 图像处理算法视觉传感器获取到的图像信号是模拟信号或数字信号，需要通过图像处理算法进行处理，提取出图像中的目标信息。
•图像采集：通过视觉传感器获取到的图像信号是连续的光强数据。
图像采集算法将连续的光强数据转化为离散的像素矩阵。
•图像增强：图像增强算法对图像进行滤波、增强和去噪等处理，以提高图像质量并突出目标特征。
•特征提取：特征提取算法根据目标的特征，如边缘、纹理和颜色等，从图像中提取出目标的关键特征。
•目标识别：目标识别算法通过匹配和分类等方法，在图像中自动检测和识别目标。
2.3 图像显示图像显示是将经过处理的图像信息以可视化的方式呈现给用户。
目前，常见的图像显示技术有液晶显示和有机发光二极管（OLED）显示。
•液晶显示：液晶显示器是一种基于液晶材料的显示技术，将电信号转换为可视化的图像。
简述CMOS图像传感器的工作原理及应用1. 工作原理CMOS图像传感器（CMOS Image Sensor）作为一种常见的图像采集装置，在各种电子设备中被广泛应用。
它的工作原理主要包括以下几个步骤：1.1 光电转换当光线照射到CMOS图像传感器上时，光子会与图像传感器中的感光单元发生相互作用。
每个感光单元由一个光电二极管和一个储存电荷的电容器组成。
光电二极管的特殊结构使得它能够将光子转化为电荷。
1.2 电荷收集当感光单元吸收到光子后，光电二极管中的电子将被释放出来并存储在电容器中。
这个过程称为电荷收集。
光线越强，释放的电子就越多，储存在电容器中的电荷也就越多。
1.3 信号放大和采集为了确保图像的准确性和清晰度，接下来对储存的电荷进行放大和采集。
在CMOS图像传感器中，每个感光单元都有相应的输出线路，将电荷转化为电压信号，并经过放大电路进行信号放大。
1.4 数字转换放大后的模拟信号需要经过模数转换器（ADC）进行转换，将模拟信号转化为数字信号。
数字信号可以直接处理、存储和传输。
1.5 数据处理经过数字转换后，图像数据可以进行相关处理，如去噪、增强、压缩等。
处理后的图像可以输出到显示屏、存储设备或其他外部设备进行应用。
2. 应用2.1 摄像头CMOS图像传感器在摄像头中得到了广泛应用。
由于其低功耗、高集成度和成本效益等特点，CMOS图像传感器取代了传统的CCD图像传感器，成为主流的图像采集技术。
摄像头的应用领域包括智能手机、监控摄像机、数码相机等。
2.2 自动驾驶CMOS图像传感器在自动驾驶系统中发挥着重要的作用。
它可以捕捉到路面上的图像信息，识别道路标志、车辆、行人等障碍物，并将这些数据传输给自动驾驶系统进行处理和决策，从而实现自动驾驶功能。
2.3 医学影像在医学影像领域，CMOS图像传感器可以用于X光成像、透视成像和内窥镜等诊断设备中。
它可以高效地捕捉和记录患者的影像信息，帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
视觉传感器技术的研究与应用随着科技的发展，各种传感器技术不断涌现，可谓是应用广泛，走遍了各行各业。
而其中，视觉传感器技术则是其中的一大重要技术。
今天，我们就来探讨一下视觉传感器技术的研究与应用。
视觉传感器技术是利用一系列光学元件，如透镜、滤光片、光电二极管等，通过光线的反射、折射等现象捕捉目标的图像信息，进而实现对目标的识别、跟踪、测量等功能的一种传感器技术。
在现代工业中，由于其所具备的高速、高精度、非接触等特点，视觉传感器技术已经成为了各类机器设备、自动化生产线等的重要部分。
其中，机器视觉技术作为视觉传感器技术的一个分支领域，更是在智能制造、智能仓储、交通管理等现代化产业上发挥着越来越重要的作用。
视觉传感器技术的应用范围很广，从智慧家居、安防设备、机器人、汽车工业、医疗设备、航空航天等等众多的行业中都有所应用。
下面我们来分别看一下视觉传感器技术在不同领域的应用。
首先，我们来看看安防设备方面。
刷脸门禁、智能监控等设备的普及，离不开视觉传感器技术。
智能监控设备通过视觉传感器采集图像信息，结合图像识别技术进行人脸识别、特征比对等工作，实现对人员的识别与追踪。
而现在的刷脸门禁系统，通过摄像头捕捉人脸图像，通过人脸识别或者虹膜识别等技术进行身份认证，进而实现门禁的自动开锁。
其次，视觉传感器技术在医疗设备领域中也有着广泛的应用。
一些医疗设备要求高精度测量，且采集数据需非常快，此时，视觉传感器技术便可以为这些设备提供有效的技术支持。
比如在外科手术中，利用机器人手臂来完成外科手术，便需要视觉传感器技术来提供手术过程中的实时图像信息，以便医生进行手术操作。
再次，汽车工业也是视觉传感器技术应用的重要领域。
现在的许多汽车都有安全带提醒、泊车辅助、自适应巡航等智能功能，而这些功能的实现都需要视觉传感器技术的帮助。
比如，安全带提醒功能，通过摄像头对驾驶员的状态进行监测，当驾驶员没有系安全带时，便会发出警告提示；而泊车辅助功能，则通过摄像头捕捉车辆周边的图像，根据所捕捉到的图像信息进行判断，以便为驾驶员提供正确的泊车路径。
随着各式消费性电子的兴起，图像传感器已成为半导体业中最耀眼的明星产品之一，而在图像传感器中，CCD传感器与新兴成长的CMOS Sensor也逐渐找到自己的应用市场，希望成为市场上的主流技术。
CMOS图像传感器与CCD传感器相比具有感光度低、信噪比高的缺点，但是其仍具有低功耗、低成本等优点。
针对全球Image Sensor(影像传感器)IC组件市场分析，2010年全球Image Sensor组件应用市场规模为7.1亿美元，在经过金融风暴的影响后，仍持续呈现正成长趋势。
TRI预估在2012年Image Sensor市场之规模将近8.5亿美元；Image Sensor市场占比尤以CMOS Sensor之比重为高，平均占比约在9成左右。
针对CMOS Sensor市场规模分析，2010年CMOS Sensor组件整体市场规模为6.3亿美元，占整体ImageSensor市场89%，整体市场趋势平均维持90%的区间范围。
而在各项消费性电子搭载的渗透率偏高的状态下，未来成长幅度趋缓进入产业成长成熟期，TRI预估CMOS Sensor在2011年年成长率为13%，未来将追求在技术像素及制造成本上的进步。
CMOS Sensor为摄像机模块应用市场最重要的影像传感器应用组件，其中应用占比最高的为通讯电子商品，占整体CMOS Sensor市场的70%，而CMOS Sensor市场的主要应用包括安全系统、车用系统、PC相关周边应用、数码相机等。
IPad带动的平板电脑市场是CMOS Sensor成长最快的应用市场。
安防摄像机的应用市场占图像传感器市场值1成之间，过去多使用CCD作为影像传感器，近年来CMOSSensor的性能不断提升，开始打入长久为CCD Sensor独占的市场，主要偏向较低价的安防摄像机。
CCD与CMOS的技术特点CCD与CMOS的技术特点主要在于成像过程、集成度、功耗、性能指标等方面。
CMOS图像传感器在安防摄像机中的应用点击此处查看全部新闻图片成像过程CCD和CMOS使用相同的光敏材料，因而受光后产生电子的基本原理相同，但是读取过程不同：CCD是在同步信号和时钟信号的配合下以帧或行的方式转移，整个电路非常复杂，读出速率慢；CMOS则以类似DRAM的方式读出信号，电路简单，读出速率高。
视觉传感器在智能无人机中的应用无人机技术的发展日益迅猛，对于无人机的自主飞行、导航以及实时环境感知能力提出了更高的要求。
在无人机的感知系统中，视觉传感器扮演着至关重要的角色。
视觉传感器能够通过图像获取环境信息，并进行处理和分析，从而提供无人机进行决策和行动的重要依据。
本文将探讨视觉传感器在智能无人机中的应用，并介绍其在飞行、目标识别与跟踪、地图建立等方面的具体应用。
首先，视觉传感器在智能无人机中的应用之一是飞行控制。
无人机在飞行过程中需要实时地感知和理解环境，以便进行合适的动作和决策。
其中地面图像的获取和识别是非常重要的一项任务。
利用视觉传感器，无人机可以获取以下信息：地面状况、飞行高度、障碍物位置等。
此外，视觉传感器还可以提供姿态和位置信息以进行自主飞行和导航。
通过分析图像数据，无人机可以实时调整飞行高度、保持稳定的飞行状态以及规避潜在的障碍物，从而确保飞行的安全性和稳定性。
其次，视觉传感器在智能无人机中的应用还包括目标识别与跟踪。
在无人机的任务中，识别和跟踪特定目标是非常重要的。
视觉传感器可以通过图像处理和特征提取算法来实现目标的自动识别。
无人机可以利用视觉传感器获取的图像信息来识别并跟踪目标，比如人、车辆或其他重要的物体。
通过实时跟踪目标，无人机可以快速回应和采取相应的措施，例如监视犯罪行为、捕捉逃犯或提供救援等。
视觉传感器在目标识别与跟踪方面的应用，为无人机增加了更多的智能化和自主化能力。
此外，还有一项重要的应用是地图建立。
视觉传感器可以通过摄像头等设备来获取实时的环境图像数据。
通过对这些图像数据的分析和处理，无人机可以在没有事先建立地图的情况下实现自主导航和路径规划。
无人机可以根据地图建立算法将感知到的环境信息转化为地图数据，进而进行路径规划和导航。
这种无人机自主地图建立和导航功能在搜救、勘测和地理测绘等领域具有重要意义。
视觉传感器的应用为无人机提供了高效、准确的地图建立功能，使得无人机能够在复杂的环境中迅速定位和导航。
CMOS图像传感器原理与应用简介摘要：本文介绍了CMOS图像传感器器件的原理、性能、优点、问题及应对措施，以及CMOS图像传感器的市场状况和一些应用领域。
Brief introduction of principle and applications of CMOS imagesensorAbstract: This paper introduces the principle, performance, advantages also with the problems and solutions of CMOS image sensor. The market status and applications are also given in this essay.北京航空航天大学李育琦1引言图像传感器是将光信号转换为电信号的装置，在数字电视、可视通信市场中有着广泛的应用。
60年代末期，美国贝尔实脸室发现电荷通过半导体势阱发生转移的现象，提出了固态成像这一新概念和一维CCD(Charge-Coupled Device电荷耦合器件)模型器件。
到90年代初，CCD技术已比较成热，得到非常广泛的应用。
但是随着CCD应用范围的扩大，其缺点逐渐暴露出来。
首先，CCD技术芯片技术工艺复杂，不能与标准工艺兼容。
其次，CCD技术芯片需要的电压功耗大，因此CCD技术芯片价格昂贵且使用不便。
目前，最引人注目，最有发展潜力的是采用标准的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor 互补金属氧化物场效应管)技术来生产图像传感器，即CMOS图像传感器。
CMOS图像传感器芯片采用了CMOS工艺，可将图像采集单元和信号处理单元集成到同一块芯片上。
由于具有上述特点，它适合大规模批量生产，适用于要求小尺寸、低价格、摄像质量无过高要求的应用，如保安用小型、微型相机、手机、计算机网络视频会议系统、无线手持式视频会议系统、条形码扫描器、传真机、玩具、生物显微计数、某些车用摄像系统等大量商用领域。
