Popis předmětu - B9M38VBM
B9M38VBM | Videometrie a bezdotykové měření | ||
---|---|---|---|
Role: | PV | Rozsah výuky: | 2P+2L |
Katedra: | 13138 | Jazyk výuky: | CS |
Garanti: | Fischer J. | Zakončení: | Z,ZK |
Přednášející: | Fischer J. | Kreditů: | 4 |
Cvičící: | Fischer J. | Semestr: | Z |
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B9M38VBMAnotace:
Náplní předmětu je problematika obrazových senzorů CCD, CMOS a optoelektronických senzorů obecně i jejich použití v systémech bezkontaktního měření na principech videometrie. Dále to je záření a vlnění, jejich vlastnosti, chování a využití pro získání informace o objektu, optická projekční soustava, návrh měřicích kamer a zpracování jejich signálu. V rámci laboratoří studenti také vyřeší jeden samostatný projekt - návrh a realizace optoel. snímače polohy.Cíle studia:
Nučit: Základy optoelektronických senzorů a optické projekční soustavyObsah:
Náplní předmětu je problematika obrazových senzorů CCD, CMOS a optoelektronických senzorů obecně i jejich použití v systémech bezkontaktního měření na principech videometrie. Dále to je záření a vlnění, jejich vlastnosti, chování a využití pro získání informace o objektu, optická projekční soustava, návrh měřicích kamer a zpracování jejich signálu. V rámci laboratoří studenti také vyřeší jeden samostatný projekt - návrh a realizace optoel. snímače polohy.Osnovy přednášek:
1. | Úvod do problematiky videometrie a bezdotykového měření; optické záření, jeho vlastnosti | |
2. | Polovodičové detektory záření, fotodiody, polovodičové zdroje záření, LED, LASER | |
3. | Fotodiodové snímače polohy, triangulační snímače, laserové skenovací snímače, laserové dálkoměry | |
4. | Senzory pro snímání v infračervené oblasti, ultrazvukové senzory pro měření a robotiku | |
5. | MOS kapacitor jako detektor optického záření, CCD posuvný registr, CCD řádkové snímače | |
6. | CCD plošné snímače, uspořádání , princip funkce typů (Full Frame, Frame Transfer, Interline Transfer) | |
7. | CCD snímače - vlastnosti a analýza chyb, CCD kamery a jejich funkce (El. závěrka, AES, AGC, Gama kor.) | |
8. | CMOS obrazový senzor, uspořádání, vlastnosti, způsoby řízení a čtení výstupní informace | |
9. | Mikrovlnné radarové snímače, měření polohy a vlastnosti objektů | |
10. | Základní vlastnosti a výpočet optických soustav používaných ve videometrii, meze rozlišovací schopnosti | |
11. | Videosignál dle televizních norem, jeho digitalizace a přenos do mikropočítače, rozhraní dig. kamer | |
12. | Zdroje záření, osvětlovací zdroje pro měření, zdroje strukturovaného světla, způsoby osvětlení scény | |
13. | Návrh kompaktní CMOS kamery s vnitřním zpracováním obrazu pro řízení polohy mechanismů | |
14. | Návrh automatických videometrických výrobních inspekčních systémů |
Osnovy cvičení:
V laboratorních cvičeních se nejdříve řeší úlohy základních optoel. snímačů a určení jejich vlastností. Na základě poznatků a s využitím znalostí z ostatních předmětů každý student samostatně řeší projekt "Návrh a realizace optoel. snímače polohy". V rámci domácí přípravy navrhne koncepci snímače a jeho strukturu, vypočte parametry součástek, případně vytvoří program pro mikrokontrolér. S využitím volně dostupného simulátoru odsimuluje chování obvodů snímače. V laboratoři pak postupně sestavuje snímač (včetně potřebných el. obvodů), oživí jej, stanoví jeho parametry a porovná je s požadavky zadání. K projektu vytvoří dokumentaci - vývojovou zprávu a prospekt ("firemní katalogový list"). Projekt následně prezentuje (powerpoint) a obhájí vlastní řešení projektu, vývojovou zprávu i prospekt. Podle úrovně splnění obdrží bodové hodnocení započítávané ke zkoušce. V následující části semestru se cvičí laboratorní úlohy, které se věnují obrazovým senzorům, kamerám, optické projekční soustavě i dalším senzorům pro bezkontaktní měření.Literatura:
[1] | Saleh, B. E. A. / Teich, M. C.: Fundamentals of Photonics, ISBN-10: 0-471-35832-0, Wiley Series in Pure and Applied Optics, 2007 |
[2] | Holst, G.: CMOS/CCD sensors and camera systems, JCD Publishing 2007 (knihovna ČVUT 1 ks + příp. zakoupit) |
Požadavky:
Zanalost elektroniky, absolvování předmětu B3B31EPO "Elektronické prvky a obvody", nebo ekvivalentu, např. B2B31ZEOA "Základy elektrických obvodů", nebo B1B31EOS Elektrické obvodyKlíčová slova:
Fotometrické a radiometrické jednotky. optoelektrický sensor, CCD sensor, obrazový senzor CMOSPředmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Plán | Obor | Role | Dop. semestr |
MPLAK_2016 | Avionika | PV | 2 |
Stránka vytvořena 6.10.2024 17:50:47, semestry: Z/2024-5, Z/2025-6, L/2023-4, L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů | Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |