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幾何光學

CCD攝像機大視場光學鏡頭的設計

摘要：為提高CCD攝像機的成像質量，同時使鏡頭結構緊湊、小型化，在大視場光學鏡頭的設計中，引入標準二次曲面和偶次非球面。根據初級像差理論，分析了非球面的位置、初始結構參數的求解規律。通過理論計算和ZEMAX光學設計軟件的優化，給出工作波長為Q~Q7m、全視場角為80，相對孔徑為1：15的鏡頭設計實例。該鏡頭由7塊鏡片組成，包括一個標準二次曲面和兩個8次方非球面；在40p/mm空間頻率處的MTF值超過Q85，全視場畸變小于3%，像質優良。關鍵詞：CCD攝像機；大視場；光學鏡頭；非球面引言CCD攝像設備在圖像傳感領域的迅速發展，成為現代光電子學和測試技術中最為引人關注的研究熱點之一。在科研領域，由于CCD具有靈敏度高、噪聲低、成本低、小而輕等優點，已成為研究宏觀（如天體）和微觀（如生物細胞）現象不可缺少的工具。在國防軍事領域，CCD成像技術在微光、夜視及遙感應用中發揮著巨大的作用。總之，在各類光電成像領域中，它已逐步取代了真空攝像管的成像系統。

標簽： ccd 攝像機

上傳時間： 2022-06-23

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時域光學分數階傅立葉變換在光通信中的應用研究

傅立葉變換在科學與工程技術幾乎所有的領域里具有廣泛的應用，但隨著研究范圍的不斷發展，也逐漸暴露出傅立葉變換在處理某些問題時的局限性，體現在，它是一種全局性的變換，得到的是信號的整體頻譜，因而無法表述出信號的時頻局部信息，而這些特性正是非平穩信號的最根本也是最關鍵的性質，為了分析和處理這類信號，分數階傅立葉變換應運而生。目前，分數階傅立葉變換已被應用在解微分方程、量子力學、衍射理論和光學傳輸、光學系統和光信號處理、光圖像處理等許多方向。論文首先介紹了分數階傅立葉變換的定義以及性質。接著簡要介紹了分數階傅立葉變換在不同領域的應用。將分數階傅立葉變換的定義式分成三部分，推導出具體的實現方案，在時空二元性理論的基礎上，首先得到空間上的光學分數階傅立葉變換的實現，也即采用兩個透鏡中間隔開一定空間距離的方案。進而類比空間上的這種模型，給出時間上光學分數階傅立葉變換的實現方式。基于推導出的分數階傅立葉變換的實現，應用到光脈沖在光纖中的傳輸上，我們研究了各種因素對脈沖傳輸過程中展寬壓縮分裂等現象的影響，分別為不同預啾系數時光脈沖在傳輸過程中的展寬快慢、不同階次的分數階傅立葉變換后的傳輸性能、不同脈沖寬度的傳輸性能、不同脈沖光功率下的傳輸性能。并最終對這些不同因素對傳輸性能的影響進行了分析、總結與展望。

標簽： 傅立葉變換光通信

上傳時間： 2022-06-25

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光學指紋傳感器Arudino庫

光學指紋傳感器Arudino庫，可以直接加載到Arduino IDE中，直接使用。

標簽： 光學指紋傳感器 arudino

上傳時間： 2022-07-19

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基于OpenCV的計算機視覺技術實現.rar

OpencV是用來實現計算機視覺相關技術的開放源碼工作庫，是計算機視覺、圖像處理、模式識別、計算機圖形學、信號處理、視頻監控、科學可視化等相關從業人員的好工具。本書介紹了大約200多個典型的技術問題，覆蓋了基于OpenCV基礎編程的主要內容，利用大量生動有趣的編程案例和編程技巧，從解決問題和答疑解惑入手，以因特網上最新資料為藍本，深入淺出地說明了OpenCV中最典型和用途最廣的程序設計方法。全書結構清晰、合理，范例實用、豐富，理論結合實踐，即使讀者只是略懂計算機視覺原理，也能人手對相關理論方法直接進行編碼實現。 "基于OPENCV的計算機視覺技術實現"的圖書目錄…… 前言第一章使用OpenCV實現計算機視覺技術 1.1 計算機視覺技術 1.2 什么是OpenCV 1.3 基于OpenCV庫的編程方法本章小結第二章 OpenCV的編程環境 2.1 OpenCV環境介紹 2.2 OpenCV的體系結構 2.3 OpenCV實例演示本章小結第三章 OpenCV編程風格 3.1 命名約定 3.2 結構 3.3 函數接口設計 3.4 函數實現 3.5 代碼布局 3.6 移植性 3.7 文件操作 3.8 文檔編寫本章小結第四章數據結構 4.1 基本數據結構 4.2 數組有關的操作 4.3 動態結構本章小結第五章數據交互 5.1 繪圖函數 5.2 文件存儲 5.3 運行時類型信息和通用函數 5.4 錯誤處理函數 5.5 系統函數本章小結第六章圖像處理 6.1 邊緣檢測 6.2 直方圖 6.3 Hough變換 6.4 幾何變換 6.5 形態學本章小結第七章結構與識別 7.1 輪廓處理函數 7.2 計算幾何 7.3 平面劃分 7.4 目標檢測函數 7.5 生成與控制貝塞爾曲線 7.6 用OpenCV進行人臉檢測本章小結第八章圖形界面（HighGUI） 8.1 讀取和保存圖像 8.2 OpenCV中的實用系統函數本章小結第九章視頻處理（CvCAM） 9.1 使用HighGUI對視頻進行讀寫處理 9.2 CvCam對攝像頭和視頻流的使用本章小結第十章 OpenCV附加庫第一部分 10.1 附加庫介紹 10.2 形態學（morhing functions）本章小結第十一章 OpenCV附加庫第二部分——隱馬爾可夫模型 11.1 隱馬爾可夫模型概述 11.2 隱馬爾可夫模型中的基本結構與函數介紹 11.3 隱馬爾可夫模型中的函數介紹 11.4 人臉識別工具本章小結第十二章核心庫綜合例程 12.1 檢測黑白格標定板內指定矩形區域內的角點 12.2 解線性標定方程組程序本章小結第十三章運動與跟蹤 13.1 圖像統計的累積函數 13.2 運動模板函數 13.3 對象跟蹤 13.4 光流 13.5 預估器 13.6 Kalman濾波器跟蹤示例 13.7 用Snake方法檢測可變形體的輪廓 13.8 運動目標跟蹤與檢測本章小結第十四章立體視覺第一部分——照相機定標 14.1 坐標系介紹 14.2 透視投影矩陣的獲得 14.3 攝像機參數的獲取 14.4 徑向畸變的校正 14.5 使用OpenCV及CVUT進行攝像機定標 14.6 OpenCV中的定標函數 14.7 CVUT介紹本章小結第十五章立體視覺第二部分——三維重建 15.1 極線幾何 15.2 特征點匹配 15.3 三維重建 15.4 OpenCV中相關函數介紹本章小結第十六章立體視覺第三部分——三維重建算法 16.1 圖像校正 16.2 已校正圖像的快速三維重建 16.3 Birchfield算法 16.4 OpenCV中相關函數介紹本章小結第十七章立體視覺第四部分——立體視覺實例 17.1 圖像校正實例代碼 17.2 基于窗口的稀疏點匹配及三維重建之一 17.3 基于窗口的稀疏點匹配及三維重建之二 17.4 Birchfield算法的OpenCV實現本章小結第十八章常見問題解疑 18.1 安裝與編譯出錯解決方法 18.2 OpenCV庫基本技術問題 18.3 OpenCV在Linux下的相關問題 18.4 OpenCV庫中的陷阱和bug

標簽： OpenCV 計算機視覺技術實現

上傳時間： 2013-07-18

上傳用戶：huyiming139
電子元器件抗ESD技術講義.rar

電子元器件抗ESD技術講義:引言 4 第1 章電子元器件抗ESD損傷的基礎知識 5 1.1 靜電和靜電放電的定義和特點 5 1.2 對靜電認識的發展歷史 6 1.3 靜電的產生 6 1.3.1 摩擦產生靜電 7 1.3.2 感應產生靜電 8 1.3.3 靜電荷 8 1.3.4 靜電勢 8 1.3.5 影響靜電產生和大小的因素 9 1.4 靜電的來源 10 1.4.1 人體靜電 10 1.4.2 儀器和設備的靜電 11 1.4.3 器件本身的靜電 11 1.4.4 其它靜電來源 12 1.5 靜電放電的三種模式 12 1.5.1 帶電人體的放電模式(HBM) 12 1.5.2 帶電機器的放電模式（MM） 13 1.5.3 充電器件的放電模型 13 1.6 靜電放電失效 15 1.6.1 失效模式 15 1.6.2 失效機理 15 第2章制造過程的防靜電損傷技術 2.1 靜電防護的作用和意義 2.1.1 多數電子元器件是靜電敏感器件 2.1.2 靜電對電子行業造成的損失很大 2.1.3 國內外企業的狀況 2.2 靜電對電子產品的損害 2.2.1 靜電損害的形式 2.2.2 靜電損害的特點 2.2.3 可能產生靜電損害的制造過程 2.3 靜電防護的目的和總的原則 2.3.1 目的和原則 2.3.2 基本思路和技術途徑 2.4 靜電防護材料 2.4.1 與靜電防護材料有關的基本概念 2.4.2 靜電防護材料的主要參數 2.5 靜電防護器材 2.5.1 防靜電材料的制品 2.5.2 靜電消除器（消電器、電中和器或離子平衡器） 2.6 靜電防護的具體措施 2.6.1 建立靜電安全工作區 2.6.2 包裝、運送和存儲工程的防靜電措施 2.6.3 靜電檢測 2.6.4 靜電防護的管理工作第3章抗靜電檢測及分析技術 3.1 抗靜電檢測的作用和意義 3.2 靜電放電的標準波形 3.3 抗ESD檢測標準 3.3.1 電子元器件靜電放電靈敏度（ESDS）檢測及分類的常用標準 3.3.2 標準試驗方法的主要內容（以MIL-STD-883E 方法3015.7為例） 3.4 實際ESD檢測的結果統計及分析 3.4.1 試驗條件 3.4.2 ESD評價試驗結果分析 3.5 關于ESD檢測中經常遇到的一些問題 3.6 ESD損傷的失效定位分析技術 3.6.1 端口I－V特性檢測 3.6.2 光學顯微觀察 3.6.3 掃描電鏡分析 3.6.4 液晶分析 3.6.5 光輻射顯微分析技術 3.6.6 分層剝離技術 3.6.7 小結 3.7 ESD和EOS的判別方法討論 3.7.1 概念 3.7.2 ESD和EOS對器件損傷的分析判別方法第4 章電子元器件抗ESD設計技術 4.1 元器件抗ESD設計基礎 4.1.1抗ESD過電流熱失效設計基礎 4.1.2抗場感應ESD失效設計基礎 4.2元器件基本抗ESD保護電路 4.2.1基本抗靜電保護電路 4.2.2對抗靜電保護電路的基本要求 4.2.3 混合電路抗靜電保護電路的考慮 4.2.4防靜電保護元器件 4.3 CMOS電路ESD失效模式和機理 4.4 CMOS電路ESD可靠性設計策略 4.4.1 設計保護電路轉移ESD大電流。 4.4.2 使輸入/輸出晶體管自身的ESD閾值達到最大。 4.5 CMOS電路基本ESD保護電路的設計 4.5.1 基本ESD保護電路單元 4.5.2 CMOS電路基本ESD保護電路 4.5.3 ESD設計的輔助工具－TLP測試 4.5.4 CMOS電路ESD保護設計方法 4.5.5 CMOS電路ESD保護電路示例 4.6 工藝控制和管理

標簽： ESD 電子元器件講義

上傳時間： 2013-07-13

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LED光伏照明系統優化設計.rar

本文提出了一種LED發光顯示牌的設計方案制作燈箱，其具有無燈絲光源、無逆變器能量消耗和系統直流供電等優點。LED發光顯示牌是LED在照明領域中的一個重要應用，設計原理基于Notebook的液晶顯示器，是將點光源轉換成面光源的科技產品。為增強顯示牌的發光效果，在設計中還合理地應用到了光學級 PMMA導光板、反射膜和擴散膜等材料，并對它們的特性及其在系統中的作用進行了詳細的理論分析。同時在分析大量實驗數據的基礎上，證明了設計方案的可行性。系統中的太陽電池、蓄電池、負載LED的優化匹配也是一個值得研究的問題。本文從容量、功率匹配等方面對系統進行了優化設計。太陽能發電和常規能源發電不同，它具有隨機不確定性。而這種時變性又增加了系統的不穩定性因素。本文根據課題的要求提出了一種應用于光伏照明系統的充放電控制器的設計方案，較好地解決了系統中太陽電池輸出能量不穩定的缺陷，同時還對蓄電池和負載LED進行各種控制和保護。最后，給出了硬件電路的設計和軟件算法，并提供了相關實驗數據和波形。

標簽： LED 光伏優化設計

上傳時間： 2013-06-20

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真空滅弧室的磁場計算與分析.rar

高中壓斷路器是電力系統中最重要的開關設備，用高中壓斷路器保護電力系統至今已經歷了一段漫長歷史。從最初的油斷路器發展到壓縮空氣斷路器，再到目前作為無油化開關的真空斷路器和SF6斷路器。其中真空斷路器以其小型化和高可靠性等優點，已在高中壓領域得到愈來愈廣泛的應用。作為真空斷路器的核心部件，真空滅弧室的研究和開發顯得尤為重要。真空滅弧室的小型化是國外關注的問題，我國很多相關的研究所和高等院校都曾作過不少研制工作，研究的方向是采用各種縱向磁場結構電極的真空滅弧室和尋求新的觸頭材料。由于縱向磁場結構的電極開斷能力強，在額定短路開斷電流、設計裕度和工藝水平相同的情況下，縱向磁場的電極比橫向磁場的電極小得多。因此，采用縱向磁場結構電極的真空滅弧室可以縮小整體尺寸。本設計從真空滅弧室的具體模型出發，應用ANSYS8.1的電磁場分析軟件，對600A的真空滅弧室觸頭間的縱磁場進行計算與分析，可得到接近實際的動、靜觸頭電流流向矢量分布圖，線圈磁感應強度與線圈幾何尺寸的關系，觸頭開距對磁場分布的影響及電弧在不同位置時的受力分析等。由不同線圈截面積與縱磁磁場強度的關系分布，可得出在分斷電流不變的情況下，線圈愈小磁場強度愈強。由觸頭開距與磁場強度的關系，可見觸頭間距越小，兩觸頭間越能獲得較大的磁感應強度。對真空滅弧室極問磁場分布以及電弧在觸頭上不同位置受力進行分析，結果表明隨著磁感應強度變小，電弧受力也相對的變小。通過ANSYS仿真分析，為真空斷路器滅弧室的設計提供了比較準確的數據資料。進而使產品的設計、開發建立在較為科學的基礎上，為產品實際研制提供理論依據。

標簽： 滅弧分磁場

上傳時間： 2013-06-20

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果樹采摘機器人控制與避障技術研究.rar

果園收獲作業機械化、自動化是廣大果農們關注的熱點問題，開展果樹采摘機器人研究，不僅對于適應市場需求、降低勞動強度、提高經濟效率有著一定的現實意義，而且對于跟蹤世界農業新技術、促進我國農業科技進步，加速農業現代化進程有著重大的歷史意義。果樹采摘機器人是一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多種功能于一體的綜合系統，它是由機械手固定在履帶式移動平臺上構成的一類特殊的移動機器人系統。本文在國家“863”高技術項目“果樹采摘機器人關鍵技術研究”支持下，以自行設計的機器人機械結構為研究對象，對果樹采摘機器人的控制系統進行了分析、研究和設計，設計了視覺伺服控制器，并對采摘機器人避障技術進行了探討。主要工作如下：首先，分析了果樹采摘機器人機械結構，介紹了機器人運動學理論，根據自行設計的5自由度機械臂機械特性，采用幾何結構算法，建立了果樹采摘機器人機械臂的正、逆運動學方程。其次，基于開放、先進和可靠的考慮，采用開放式結構設計機器人的控制系統。在開放式控制系統設計中，主要對果樹采摘機器人硬件組成部分主控計算機、運動控制器、數據采集卡等進行了選型設計。在分析果樹采摘機器人工作環境和工作特性的基礎上，設計了果樹采摘機器人的外圍傳感器。再次，根據果樹采摘機器人機械結構和控制系統結構組成，設計了PID控制器，應用于機器人視覺伺服控制，實現果樹采摘機器人的實時控制。在詳細論述關節式機器人避障方法的基礎上，對果樹采摘機器人避障方法進行了初步的探討，提出了采用C—空間法實現采摘機器人實時避障。最后，建立了傳感器實驗平臺，通過實驗驗證了所設計傳感器的正確性。利用固高PAN&TILT兩維數控轉臺和實地拍攝的蘋果圖像，對所提出的控制方法通過轉臺控制實驗進行了驗證。

標簽： 樹控制技術研究

上傳時間： 2013-08-05

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液晶顯示器控制系統研究與設計.rar

現代社會，以計算機技術為核心的信息技術迅速發展，信息容量呈爆炸式的增長，人們獲得的信息的途徑也越來越多，這其中人類獲得的視覺信息很大部分是從各種各樣的電子顯示器件上獲得的，隨著微電子技術和材料工業的進步，圖像顯示技術飛速發展，出現了多種新型顯示器，其中一些在顯示品質上已經接近或者超過了傳統的陰極射線管顯示器(CRT)，同時這些顯示器件滿足設備了小型化和低功耗的要求。經過二十多年的研究、競爭和發展，平板顯示器件尤其是液晶顯示器件(LCD)已經脫穎而出大規模的進入市場，成為新世紀顯示器件的主流。其中TFT-LCD是目前唯一在亮度、對比度、功耗、壽命、體積和重量等綜合性能上全面趕上和超過CRT的平板顯示顯示器件。它的性能優良、大規模生產特性好，自動化程度高，原材料成本低廉，發展空間廣闊，迅速成為新世紀的主流產品，是21世紀全球經濟增長的一個亮點。本論文在深入理解了LCD顯示機理，尤其是TFT-LCD的顯示驅動原理的基礎上，利用緯視晶公司提供的TFT液晶模塊，以嵌入式目前比較常用的FPGA系列芯片中的EP1C6Q240C6為核心設計制作出了由單片機(MCU)+可編程邏輯器件(FPGA-FieldProgrammableGateArray)+SRAM的液晶顯示控制系統。文章闡述了該控制系統從硬件選型，到系統模塊硬件電路設計以及系統軟件設計的整個過程。該控制系統的功能模塊主要包括：電源模塊、可編程邏輯器件模塊、微處理器模塊、靜態RAM模塊以及觸摸屏控制模塊。其中微控制器模塊采用C語言編程，實現對液晶屏得數據傳以及其它控制功能，可編程邏輯器件(FPGA)模塊采用VHDL語言編程，實現對屏的時序控制，最終實現對液晶屏圖像顯示的控制。最后通過對使用該控制板點亮的液晶屏進行光學測試驗證了這種設計方案的可靠型和穩定性。本設計具有較大的實用價值，可為以后液晶屏控制系統的研制提供參考。

標簽： 液晶顯示器控制系統研究

上傳時間： 2013-07-22

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基于線陣CCD和FPGA干涉型甲烷測量儀的研究.rar

近年來，瓦斯事故在煤礦生產事故中所占比例越來越高，給礦工的生產生活帶來了極大的災難，必須加強對瓦斯的監測監控，避免瓦斯爆炸事故。因此對瓦斯氣體進行快速、實時檢測對于煤礦安全生產及環境保護有特別重要的意義。便攜式甲烷檢測報警儀是各國應用最早最普遍的一種甲烷濃度檢測儀表，可隨時檢測作業場所的甲烷濃度，也可使用甲烷傳感器對甲烷濃度進行連續實時地監測。大體上當前應用的便攜式甲烷檢測儀器，按檢測原理分為光學甲烷檢測儀、熱導型甲烷檢測儀、熱催化型甲烷檢測報警儀、氣敏半導體式甲烷檢測儀等幾種。光干涉甲烷檢測儀性能穩定、使用壽命長，測量準確，是我國煤礦主要的便攜式甲烷檢測儀器。但現有的光干涉甲烷檢測儀存在自動化程度低、測量方法繁瑣、讀數不直觀，人為誤差較大、不能存儲數據等缺點。為此本文在干涉型甲烷檢測儀實現的原理上提出利用線陣型電荷耦合器件(CCD)對干涉條紋進行非接觸式的自動測量，獲得條紋信息，通過CCD驅動、高速模數轉換、數據采集等關鍵技術，實現了干涉條紋位移的精確測量，由單片機對量化后的測量信號進行智能處理，數字化顯示甲烷含量的測量結果。光干涉甲烷檢測的關鍵是對干涉條紋中白基線以及黑色條紋位置的檢測，本設計采用線陣CCD成像獲取條紋信息判別其位置。CCD是一種性能獨特的半導體光電器件，近年來在攝像、工業檢測等科技領域里得到了廣泛的應用。將CCD技術應用于位置測量可以實現高精度和非接觸測量的要求；運用FPGA實現CCD芯片的驅動具有速度快、穩定高等優點：模數轉換之后的數據沒有采用專用存儲芯片進行存儲，而采用FPGA硬件開發平臺和Verilog HDL硬件描述語言編寫代碼實現數據采集模塊系統，同時提高數據采集精準度，既降低成本又提高了存儲效率。本文設計的新系統使用方便、精度高、數據可儲存，克服了傳統光干涉甲烷檢測儀的缺點，技術指標和功能都得到較大改善。

標簽： FPGA CCD 線陣

上傳時間： 2013-06-08

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