近年來(lái),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(xué)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(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、成像精度高、便攜性好易于集成等優(yōu)點(diǎn)。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人機(jī)交互、機(jī)器人導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。本文針對(duì)TOF相機(jī)的工程化實(shí)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(kāi)發(fā)。設(shè)計(jì)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(wèn)題;設(shè)計(jì)了相機(jī)功率控制電路,解決了相機(jī)在不同應(yīng)用場(chǎng)合中的功率配置問(wèn)題,降低了相機(jī)的功耗;完成了高頻大電流激光驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì),保證了高頻調(diào)制脈沖的穩(wěn)定輸出;設(shè)計(jì)了相位偏移校準(zhǔn)電路,包含溫度校準(zhǔn)電路與路徑延時(shí)校準(zhǔn)電路,提高了TOF相機(jī)的測(cè)量精度;設(shè)計(jì)了ESD、欠壓、過(guò)壓、限流保護(hù)電路以及功率監(jiān)控電路,提升了TOF相機(jī)的穩(wěn)定性與可靠性;設(shè)計(jì)了TOF相機(jī)主電路,包括TOF傳感器電路、TFC控制器電路、DDR2存儲(chǔ)器以及相關(guān)配置電路。優(yōu)化了TOF相機(jī)的光學(xué)設(shè)計(jì),引入了激光漫射擴(kuò)散器,減少了光強(qiáng)的波動(dòng),避免了激光散斑對(duì)TO...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)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(shí)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(xué)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(kuò)展測(cè)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(jī)光源功率分析
    2.6 TOF相機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)與總體方案設(shè)計(jì)
    2.7 本章小結(jié)
第三章 TOF深度相機(jī)激光驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
    3.1 激光驅(qū)動(dòng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.2 TOF相機(jī)電源設(shè)計(jì)
        3.2.1 TPS65912電源管理電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 TPS65912電路參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.3 功率控制電路設(shè)計(jì)
    3.4 激光驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
    3.5 相位延遲校準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)
    3.6 相機(jī)光學(xué)元件設(shè)計(jì)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 TOF深度相機(jī)設(shè)計(jì)
    4.1 相機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 TOF相機(jī)模擬電路設(shè)計(jì)
    4.3 TOF相機(jī)主電路設(shè)計(jì)
        4.3.1 OPT8241傳感器硬件設(shè)計(jì)
        4.3.2 OPT9221控制器硬件設(shè)計(jì)
        4.3.3 OPT9221控制器配置固件設(shè)計(jì)
    4.4 DDR2存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì)
    4.5 TOF相機(jī)USB2.0通信電路設(shè)計(jì)
        4.5.1 整機(jī)通信架構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.5.2 CY7C68053電路設(shè)計(jì)
        4.5.3 CY7C68053固件設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 TOF深度相機(jī)成像實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
    5.1 TOF相機(jī)硬件測(cè)試與成像測(cè)試
        5.1.1 TOF相機(jī)硬件測(cè)試
        5.1.2 TOF相機(jī)深度成像定性測(cè)試
    5.2 TOF相機(jī)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(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3773896