智能网联汽车传感器技术 课件 视觉传感器的结构与原理

2023烟台汽车工程职业学院贾燕红视觉传感器的结构与原理视觉传感器的结构视觉传感器主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的原始图像。把光、摄像机、图像处理器、标准的控制与通信接口等集成一体的视觉传感器常称为一个智能图像采集与处理单元。摄像头主要由镜头、镜头座、影像传感器（主要是CCD/CMOS器件）、DSP等组成。视觉传感器的结构视觉传感器的结构（1）镜头镜头的组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般有塑胶透镜或玻璃透镜。通常摄像头用的镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等。透镜越多，成本越高。光学镜头我国企业占据全球市场的龙头地位舜宇全球车载摄像头出货量第一.视觉传感器的结构（2）镜头座镜头座是用来固定镜头的，镜头是螺旋在镜头座里面的，按照材质分类，镜头座常分为2类：塑胶镜头座：成本低，使用普遍。金属镜头座：成本高，散热性好（3）影像传感器（主要是CCD/CMOS器件）影像传感器中的成像芯片（CCD/CMOS器件），是摄像头的心脏，他们将光信号转变为电信号进行信息的传递。CCD图像传感器

CMOS图像传感器

CCD图像传感器CCD，也称为电荷耦合元件。CCD图像传感器主要由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵组成,CCD图像传感器的功能类似于胶片，上面有很多整齐排列的光电二极管，接收到光信号之后，可以将光信号装换为电信号，再经过采样放大，模/数转换电路变成数字图像信号。其上最小单元的光敏物质称为像素，一块CCD图像传感器上所包含的像素越多，感光后所得到的数字信号图像分辨率越高。CCD图像传感器的优点是体积小、成本低，所以它被广泛应用于扫描仪、数码相机及数码摄像机中。视觉传感器的结构

CMOS图像传感器CMOS，也称为互补性氧化金属半导体。COMS图像传感器是利用CMOS工艺制造的图像传感器，主要利用了半导体的光电效应，和CCD图像传感器的原理相同，其外形如图所示。视觉传感器的结构视觉传感器的结构（4）DSPDSP（DigitalSignalProcessing，数字信号处理），DSP芯片（如图所示）作用等同于个人计算机里的CPU（中央处理器），它的功能主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对由CMOS传感器传来的数字图像信号进行优化处理，并把处理后的信号通过USB接口传到PC等设备上，是摄像头的核心设备。车载摄像头工作原理图像采集图像预处理图像特征提取图像模式识别结果传输①图像采集:图像采集主要是通过摄像头采集图像，如果是模拟信号，要把模拟信号转换为数字信号，并把数字图像以一定格式表现出来。根据具体研究对象和应用场合，选择性价比高的摄像头。②图像预处理:图像预处理包含的内容较多，有图像压缩、图像增强与复原、图像分制等，要根据具体实际情况进行选择。车载摄像头工作原理③图像特征提取:为了完成图像中目标的识别，要在图像分割的基础上,提取需要的特征，并将这些特征计算、测量、分类，以便于计算机根据特征值进行图像分类和识别。④图像模式识别:图像模式识别的方法很多，从图像模式识别提取的特征对象来看，图像识别方法可分为基于形状特征的识别技术、基于色彩特征的识别技术以及基于纹理特征的识别技术等。⑤结果传输:通过环境感知系统识别出的信息，传输到车辆其他控制系统或者传输到车辆周围的其他车辆，完成相应的控制功能。车载摄像头工作原理被摄物体经过镜头聚焦至CCD（ChargeCoupledDevice，电荷耦合器件），CCD由多个X-Y纵横排列的像素点组成，每个像素都由一个光电二极管及相关电路组成，光电二极管将光线转变成电荷，收集到的电荷总量与光线强度成比例，所积累的电荷在相关电路的控制下，逐点移出，经滤波、放大，