低成本便携式多光谱成像系统的研发及优化

目的 针对现有多光谱成像系统存在成本高、结构复杂、操作难度大和响应速度慢等问题。因此，本文提出了一种基于脉冲调制的低成本便携式多光谱成像系统，并采用客观图像质量评估（image quality assessment，IQA）的方法对其系统参数进行优化。方法 该系统主要由光源模块、控制模块、图像采集模块和图像分析模块4部分组成。光源模块采用9个波长的LED （light emitting diode）阵列，其中心波长为365 nm、390 nm、460 nm、515 nm、585 nm、620 nm、650 nm、730 nm和840 nm；控制模块主要包括LED驱动电路和USB （universal serial bus）电源，可以通过发送一定时间间隔的脉冲波来分时点亮LED，并通过一定阻抗匹配使LED发光强度达到最大值；图像采集模块主要使用去除红外截止滤波片的高清红外工业相机，该相机的最佳光谱感应范围包含所选的9个LED灯珠的中心波长；图像分析模块主要执行客观图像质量评估算法。系统执行时，STC89C51单片机发射周期为T的脉冲波来驱动9种不同波长的LED分时点亮。然后，计算机平台调用高清红外相机模组，以相匹配的间隔捕获多光谱图像。在系统拍摄参数优化实验中，本文采用模糊度和清晰度评价指标对所获得的多光谱图像从相机拍摄时间间隔、相机拍摄距离和光照强度3个角度进行质量评估，进而获得较优的系统成像参数。结果 通过改变系统拍摄参数，对3个场景下的不同拍摄条件所获取的多光谱图像质量进行评估，结果显示：对于本文所搭建的多光谱成像系统，相机拍摄时间间隔与LED灯珠频闪周期同步，拍摄距离为25 mm，光照强度为45 Lux下成像质量相对较好。结论 本文设计并搭建的基于脉冲调制的低成本便携式多光谱成像系统成本低、操作难度小、结构简单、成像质量较好、成像速度较快，可以满足多光谱成像系统大规模推广使用的要求。此外，本文的系统设计方法、设计思路和实验方案等可以为后续研究提供借鉴。     

基于C51单片机的LED驱动电源设计研究

单片机是LED驱动电源系统的核心部件,它控制着LED驱动电源的脉冲信号,能够提高电源输出的效率,同时提高设备能效.本文对基于C51单片机的LED驱动电源的设计方案进行研究,首先论述了LED驱动方式以及驱动器,进而探究了LED驱动电源设计的整体方案、控制电路设计及软件设计,最后以某测试项目探讨了基于C51单片机的LED驱...     

基于PWM技术的光纤陀螺光源控制系统设计

为满足工程中对光纤陀螺光源控制电路的低功耗、小型化设计需求,设计了一种基于脉冲宽度调制(PWM)技术的光源控制系统。实验表明,该控制系统体积小,功耗低,最大电源效率可达91.4%,全温温控精度可达0.01℃,同时操作灵活,可扩展性强,具有良好的实用价值。     

基于STM32的多相LED穹形光源控制系统设计

针对工业视觉检测中对光源的照射角度、光源亮度、颜色等调节要求,设计了一种基于STM32的多相LED穹形光源控制系统,给出了系统实现方案及各模块具体实现,实现了光源参数的连续可调控制。     

基于单片机控制的高效率LED驱动电源的设计

针对两级式结构驱动电源效率偏低的问题,设计了一款基于单片机控制的高效率LED驱动电源.我们首先设计了LED驱动电源的硬件电路,包括PFC升压电路及DC/DC降压变换电路.在此基础上,对DC/DC降压变换电路的参数进行了选择.进一步将硬件电路与单片机控制程序结合来提高LED电源效率.最后设计了一台功率为50W的LED样机,实验结果验证了用单片机控制LED驱动电源能有效的将LED电源效率提高到93％以上.     

基于植物专家系统的智能LED光照控制系统设计

光照度是植物生长的重要环境因素。目前,我国植物工厂的光照控制大多使用基于传统光源的简单控制模式;即使少数使用了LED光源的系统,也只是采用了定波长、定光强的LED光源。为提供适合植物生长的光环境,设计了基于植物专家系统的智能LED光照控制系统。该系统采用红、蓝和远红外3色光LED组成的发光模块控制光照。植物专家依据不同生长期植物对光谱的选择性吸收特点,设定各色光在各生长期的光照度;以单片机为核心的控制系统实时检测环境光照度,并与专家设定值进行比较,计算实际调光量;由脉宽调制(PWM)信号控制发光模块各色光光照度。控制系统具有光照度超限报警及温湿度自动控制的功能,既可以实现光环境的自动控制,也可以根据用户需要灵活调控,具有操作简便、控制精确、能源利用率高的特点。     

基于MSP430的遥控无人水下航行器控制系统设计

针对某型遥控无人水下航行器,给出了总体结构和系统组成;在此基础上,基于MSP430微控制器,给出了某型低功耗的无人水下航行器控制系统的总体设计方案,采用H桥电路实现对航行器电机的控制,用nRF905单片无线收发器进行通信实现遥控控制,并进行了软件的详细设计与调试。水池试验结果表明,某型无人遥控水下航行器以约0.5m/s的速度前进时,运行情况良好,并基本实现了拐弯、下潜和上升等各预期功能,最后得出了该控制方案是可行的结论。     

海洋测量浮标太阳能 LED 锚灯系统的设计

一直以来浮标上用的锚灯都以白炽灯为光源,但是白炽灯功耗大、寿命短.为进一步提高航标灯的质量,减轻工人维护劳动强度和工作量,设计了一种低功耗且性价比高的可用于海洋测量浮标的太阳能 LED 锚灯.该锚灯通过中央控制器实现太阳能电池电源控制、蓄电池充电控制、感光电路控制以及 LED 锚灯控制等主要功能,并利用太阳能电池板进行充电,电路简洁、实用. LED 锚灯灯管质量好、发光射程远、闪烁效果良好、性能稳定,可以更好地为浮标提供可靠的安全保证     

海洋测量浮标太阳能LED锚灯系统的设计

一直以来浮标上用的锚灯都以白炽灯为光源,但是白炽灯功耗大、寿命短。为进一步提高航标灯的质量,减轻工人维护劳动强度和工作量,设计了一种低功耗且性价比高的可用于海洋测量浮标的太阳能LED锚灯。该锚灯通过中央控制器实现太阳能电池电源控制、蓄电池充电控制、感光电路控制以及LED锚灯控制等主要功能,并利用太阳能电池板进行充电,电路简洁、实用。LED锚灯灯管质量好、发光射程远、闪烁效果良好、性能稳定,可以更好地为浮标提供可靠的安全保证。     

基于嵌入式的高频电源火花控制系统设计与应用

为了提高静电除尘效率级系统的安全可靠性,针对高频电源火花频率控制问题,设计应用了基于嵌入式系统技术的静电除尘电源控制器;并介绍了基于Labview的软件控制系统设计思想,通过现场测试证明了方案的可行性,为高频电源的开发提供了新的实践基础。