近年來,隨著數(shù)字成像技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展,基于TOF技術(shù)的三維成像系統(tǒng)逐漸引起了學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界極大關(guān)注,已經(jīng)成為深度獲取領(lǐng)域最重要的研究方向之一。相比較于其他深度獲取方法,TOF技術(shù)具有原理簡單、抗干擾能力強、成像精度高、便攜性好易于集成等優(yōu)點。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人機交互、機器人導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域。本文針對TOF相機的工程化實現(xiàn)技術(shù)做一定的研究和探索,主要研究工作如下:(1)完成了TOF三維深度成像系統(tǒng)的硬件開發(fā)。設(shè)計了可編程配置的多路電源管理電路,解決了系統(tǒng)繁雜的供電問題;設(shè)計了相機功率控制電路,解決了相機在不同應(yīng)用場合中的功率配置問題,降低了相機的功耗;完成了高頻大電流激光驅(qū)動電路的設(shè)計,保證了高頻調(diào)制脈沖的穩(wěn)定輸出;設(shè)計了相位偏移校準電路,包含溫度校準電路與路徑延時校準電路,提高了TOF相機的測量精度;設(shè)計了ESD、欠壓、過壓、限流保護電路以及功率監(jiān)控電路,提升了TOF相機的穩(wěn)定性與可靠性;設(shè)計了TOF相機主電路,包括TOF傳感器電路、TFC控制器電路、DDR2存儲器以及相關(guān)配置電路。優(yōu)化了TOF相機的光學設(shè)計,引入了激光漫射擴散器,減少了光強的波動,避免了激光散斑對TO...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 TOF深度獲取的發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究工作與結(jié)構(gòu)安排
第二章 TOF深度成像的原理與工程實現(xiàn)基礎(chǔ)
    2.1 TOF深度成像的原理
    2.2 TOF深度成像的數(shù)學模型
        2.2.1 脈沖調(diào)制的原理
        2.2.2 連續(xù)波調(diào)制的原理
        2.2.3 多頻擴展測量原理
    2.3 TOF傳感器單像素工作原理
    2.4 TOF傳感器深度數(shù)據(jù)解算
    2.5 TOF相機光源功率分析
    2.6 TOF相機設(shè)計指標與總體方案設(shè)計
    2.7 本章小結(jié)
第三章 TOF深度相機激光驅(qū)動設(shè)計
    3.1 激光驅(qū)動總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.2 TOF相機電源設(shè)計
        3.2.1 TPS65912電源管理電路設(shè)計
        3.2.2 TPS65912電路參數(shù)設(shè)計
    3.3 功率控制電路設(shè)計
    3.4 激光驅(qū)動電路設(shè)計
    3.5 相位延遲校準電路設(shè)計
    3.6 相機光學元件設(shè)計
    3.7 本章小結(jié)
第四章 TOF深度相機設(shè)計
    4.1 相機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 TOF相機模擬電路設(shè)計
    4.3 TOF相機主電路設(shè)計
        4.3.1 OPT8241傳感器硬件設(shè)計
        4.3.2 OPT9221控制器硬件設(shè)計
        4.3.3 OPT9221控制器配置固件設(shè)計
    4.4 DDR2存儲器電路設(shè)計
    4.5 TOF相機USB2.0通信電路設(shè)計
        4.5.1 整機通信架構(gòu)設(shè)計
        4.5.2 CY7C68053電路設(shè)計
        4.5.3 CY7C68053固件設(shè)計
    4.6 本章小結(jié)
第五章 TOF深度相機成像實驗與測試
    5.1 TOF相機硬件測試與成像測試
        5.1.1 TOF相機硬件測試
        5.1.2 TOF相機深度成像定性測試
    5.2 TOF相機成像精度的定量分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3773896