CCD图像传感器的高分辨率技术

评价了 Ｃ Ｃ Ｄ 图像传感器与电子束摄像管的性能。分析了高分辨率 Ｃ Ｃ Ｄ 像感器的技术难点。阐述了解决这些问题的技术措施：双 Ｈ－ Ｃ Ｃ Ｄ 移位寄存器、 Ｓ Ｒ Ｄ 法、 Ｃ Ｃ Ｓ 法及微透镜技术等。给出了三种新器件的技术指标。

CCD与CMOS像素传感器γ射线电离辐射响应特性对比研究

为了研究CCD与CMOS像素传感器对γ射线电离辐射的响应差异,对比研究了4类像素传感器的结构特点和辐射响应特性。通过辐射实验,对各传感器在不同辐射水平条件下的光子响应事件分布、平均灰度值以及典型光子响应事件进行研究。研究结果表明:光子响应程度均与辐射剂量率相关;CCD像素传感器的沟道传输方式使每列像元间的辐射响应更容易相互干扰;平均灰度值随剂量率的增大存在明显的梯度,各积分周期内输出信号灰度值围绕均值上下波动,CCD像素传感器输出信号灰度浮动范围较小;CMOS像素传感器各像元对光子的响应更加明显,CCD像素传感器各像元的响应信号易与相邻像元发生串扰;各类像素传感器典型辐射响应事件区域中发生光子响应的像元数量随剂量率的增大而增多,响应事件并非单个光子的行为,而是反映了多个光子在区域内同时沉积能量的过程。本研究为开发像素传感器的γ射线辐射探测技术和应用提供了重要的理论分析和实验数据支撑。

CCD星敏感器辅助光纤陀螺在线标定技术

首先建立陀螺在线标定模型,然后以电荷耦合器件星敏感器输出的姿态四元数和陀螺输出的载体相对于惯性空间的姿态四元数构造量测量,采用模型预测滤波与扩展卡尔曼滤波相结合的方法,将部分陀螺误差项作为模型误差,在线实时估计并修正系统模型,提高了状态估计的精度,最后对该算法进行了数学仿真。仿真结果表明,该方法能有效地完成陀螺在线标定,标定精度和速度明显优于传统方法。这种在线标定的处理方法在实际使用和维护中具有极大便利。

图像传感器技术的专利状况分析——CCD图像传感器技术的重点专利分析

图像传感器主要分为感光耦合元件(CCD)和互补式金属氧化物半导体有源像素传感器(CMOS)两种,其中感光耦合元件因诸多优点,其技术以及产业应用最为成熟。针对CCD图像传感器技术领域的专利文献,对该领域的重点专利进行了技术研究和分析,揭示了这些重点专利的技术要点。

CCD器件用机械泵驱动两相流体回路仿真与试验

电荷耦合元件(CCD)作为航天光学遥感器的核心部件之一,其工作性能受温度影响很大,传统的热控产品难以满足大功率CCD的精密控温需求。通过仿真与试验系统研究了机械泵驱动两相流体回路(MPTL)用于CCD控温时的启动特性、运行状态、内部工质的流动及传热特性。结果表明:MPTL可以通过干度的调节来吸收冷凝器外热流和CCD工作模式的影响; MPTL的控温精度可以达到±1℃,蒸发器并联支路、蒸发器负载和冷凝器温度在一定范围内变化等均不会对系统运行稳定性产生影响,其仍可将CCD器件控制在所需温度;通过仿真与试验对比,发现仿真模型的误差在±1℃以内,验证了模型的有效性和准确度。MPTL可以很好地满足航天光学遥感器CCD的控温要求,能够保证CCD始终具有较好的温度稳定性和均匀性,且系统具有良好的运行特性和鲁棒性,其在CCD精密控温方面具有很好的应用前景。

高精度SINS／CCD／GPS组合导航系统研究与仿真

选取捷联惯导系统误差作为系统状态,利用捷联惯导系统(SINS)与电荷耦合器件(CCD)星敏感器各自的姿态矩阵输出构造量测,设计SINS/CCD组合导航算法;利用SINS与全球定位系统(GPS)各自的速度、位置输出构造量测,设计SINS/GPS组合导航算法。然后,利用联邦型卡尔曼滤波技术,将各子滤波器输出的系统状态局部最优估计值送入主滤波器,通过全局最优融合算法计算得到系统状态的全局最优估计值。仿真结果表明,基于SINS/CCD/GPS的组合导航系统具有很高的导航精度,达到了3.5m的定位精度和9″的航向精度,非常适用于飞行器的高精度导航定位。

基于CCD的片烟规格测量装置的设计应用

现使用的打叶后烟叶面积的测量方法是人工采样、筛选分级、称重,以及计算每个面积段的片烟比例。该检测方法为离线检测模式,其测定结果滞后,无法及时指导生产。为此,设计了基于CCD(Charge-coupled device)图像传感器的片烟规格测量装置,通过测量片烟的面积比反映打叶效果。该装置由工作平台、弹簧板、电磁铁和衔铁组成片烟分散装置;光源置于镜头正下方,与工作平台构成图像采集部分。在单片机的控制下,CCD图像传感器与片烟分散装置协调工作,每个周期采集一帧数据,采用二值化电路将视频信号转换为二进制数据,并完成片烟面积计算和比例统计工作。与传统的称重测量法相比,该装置能够及时、准确、自动测量片烟的面积并统计各个面积段的片烟比例,为打叶工序工艺参数的快速调整提供了依据。

CCD星图模拟器的设计及验证

为了方便星图识别算法和星敏感器性能的测试,设计了一种CCD星图模拟器,开发了星图模拟软件。采用高分辨率显示设备及平行光管模拟无穷远处平行光,实现了高质量星图的模拟。通过高精度QUEST算法求解姿态,对模拟的星图进行了验证。计算了3颗以上恒星的偏航角、俯仰角和滚动角,对100幅模拟星图进行了统计分析,结果显示其定位精度已达98.1%。目前,该星图模拟器已成功用于实际项目,为后续的测试星图识别算法提供了良好的依据,并缩短了开发周期。

一种新型的、精密的CCD光电角度测量传感器

一种新型的高精度光电角度测量传感器（EOAMD），由于其采用了新的角度测量方法，先进的核心光电传感器（CCD电行耦合器件），以及特殊的机械结构和半导体加工工艺技术，具有很多优点，可广泛应用于航空、航天、工业测量与控制、数控机床等众多角度测量领域。文中，描述了该传感器的结构设计，相关采样原理，精度内插算法，测角原理及所能达到的角度分辨率。

CCD自扫描测量光电摄像系统MTF的方法

调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)是评价成像系统成像质量的重要指标。介绍了用MTF评价光电摄像系统成像质量的方法。采用电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)自扫描接收通过MSFC_IV中焦和短焦平行光管后的被测试样的星点图样,经数据采集、转换及处理,定量地给出了被测试样的MTF值。结果表明,该方法能够快速、准确地定量评价光电摄像系统的成像质量。

基于CCD的皮革面积测量装置的设计

设计了一种基于CCD(charge-coupled device)图像传感器的皮革面积测量装置。在单片机的控制下,图像传感器与步进电机协调工作,面阵CCD拍摄皮革图像,输出视频信号,再进行二值化处理得到图像数据,单片机处理该数据并计算出皮革面积。该装置静态成像,避免了机械传动误差;皮革边界量化误差符合正态分布,总和为零。

天顶筒测量世界时的CCD星图处理方法

为实现UT1自主测量,中国科学院国家授时中心建立了基于新型数字照相天顶筒的UT1测量网络。该新型天顶筒采用CCD(charge coupled device)代替传统胶片作为感光元件,以提高观测效率和测量精度。本文分析了天顶筒CCD星图噪声特性,发现以高斯噪声为主,对比了多种滤波算法,发现高斯滤波算法对星图的降噪效果更好。根据实拍星图灰度分布的星像区域远小于背景噪声区域、星像灰度值高于背景噪声灰度值等特征,选取合适阈值对整幅星图进行分割,很好地将星像从背景噪声中分离出来。比较了多种星像质心位置的计算方法,发现加权质心算法效果更好。通过实测数据检验,建立了一套适用于天顶筒星图处理的方案。

线阵CCD图象传感器的原理与应用

CCD图象传感器种类繁多,本文主要从应用的角度以二相驱动的2048点线阵CCD为例介绍线阵CCD工作原理、驱动电路及计算机接口。

基于Y型CCD的室内运动目标定位方法

室内定位技术在智能体自主导航方面具有广阔的应用前景。为了获取运动目标在悬浮状态下的位置与姿态角,设计了一种新型的Y型光学室内定位传感器(YPS),其由3个线性电荷耦合器件(CCD)和3个柱面透镜组合成Y型结构。根据固定在运动目标上的YPS可作为接收端且可运动的特点,在其可测视域范围内通过依次采集3个可见点光源在YPS上的像坐标,建立空间点光源的三维重建模型和基于Y型定位传感器上合作点的四元数位姿解算算法,即可解算出运动目标的三维坐标和姿态角。通过仿真与实验,分析了不同参数对位姿误差的影响,并在柱面透镜线性度较好的中心部位,验证了新Y型定位传感器可实现准确的单点定位的方法,其三维坐标的误差不大于3 mm,并可以确定室内运动目标基于全局坐标系的位置与姿态信息。

CCD光电传感器微调系统在高速梳理机上的应用

CCD(Charge Coupled Device)光电传感器(相机),能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的快速存储器或内置硬盘卡保存,再把数据传输给计算机。借助于计算机的处理手段,这些数据根据需要被应用到相关领域。作为纺织生产过程中核心机器和提高生产效率的关键,梳棉机使用CCD光电传感器微调系统,将促进纺织机械制造产业的升级,提高我国纺织机械产品在国际市场的竞争力和企业的经济效率。

基于各种传感器的自动导引车的制导方式

自动导引车(AGV)作为一种移动机器人在近些年得到了飞速的发展,尤其是传感器技术在自动导引车中的普遍应用,使得自动导引车的制导方式突破了单一的铺轨方式,向多元化发展。阐述了基于各种传感器的8种自动导引车制导方式,提出若干性能指标对各种技术进行了综合比较,介绍了目前国内外自动导引车导向技术的开发、研制和使用情况。

双目视觉测量传感器研究

研究了按照激光三角测量原理由 1个线激光器及 2个CCD摄像机组成的双目视觉测量传感器。探讨了 2个CCD摄像机的摆放位置及其对测量精度的影响,确定了其几何参数。在此基础上,论述了其工作过程,包括其标定方法、标定过程、扫描图像采集、特征提取、特征匹配及三维数据生成。该双目视觉测量传感器配合扫描机构(如三坐标测量机 )即可对物体进行非接触式三维激光扫描测量,其测量速度快,精度比较高,可以应用于逆向工程领域。

微观条件下的材料表面摩擦学性能测试

针对微观条件下材料表面的摩擦学特性与宏观条件下材料表面的摩擦学特性具有很大差别而国内外在该方面研究较少的现状,提出了一种对微观条件下材料摩擦学性能测试的方法并研制出专用仪器———微摩擦测试仪。详细介绍了测试仪的工作原理,并利用该仪器对铝和铜的表面进行了测试。结果表明:利用该方法研制的测试仪精度高,系统性能稳定,符合微观条件下材料表面的测试要求。

图像传感器技术的专利状况分析——图像传感器技术的宏观定量分析

图像传感器是一种将光学图像转换成电子信号的器件,它被广泛地应用于摄像机、数码相机、照相手机等设备中。图像传感器主要分为感光耦合元件和互补式金属氧化物半导体有源像素传感器两种。基于图像传感器技术领域的专利文献,对该领域专利总体变化情况进行统计和分析,研究当前技术发展状况,分析在中国市场具有知识产权竞争优势的申请人,从专利布局现状揭示产业发展风险与机遇。

基于LabVIEW磁悬挂天平的姿态控制系统

介绍了利用NI公司的高速定时器/计数器以及含步进电机的CCD线阵列式位置传感器支架来实现的磁悬挂天平的俯仰和平动姿态控制系统。该系统基于LabVIEW 7. 0平台进行编程,具有操作界面友好直观、姿态控制精度高、便于扩展等特点,是我校设计、加工的“30cm×30cm磁悬挂天平装置”及“30cm×30cm低速高品质气流风洞装置”的重要组成部分。