基于CMOS圖像傳感器的照度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，照明系統(tǒng)的智能化成為目前研究的熱點(diǎn)之一，傳統(tǒng)的光照傳感器由于其固有屬性無(wú)法滿足智能照明精確檢測(cè)和測(cè)量范圍的要求，開(kāi)發(fā)了一種快速準(zhǔn)確的照度及照度分布檢測(cè)系統(tǒng)，能夠達(dá)到智能照明系統(tǒng)精準(zhǔn)化照明控制的要求，是實(shí)現(xiàn)舒適性和節(jié)能性照明的前提。
　　本課題圍繞智能照明系統(tǒng)中照度檢測(cè)方法展開(kāi)研究，通過(guò)分析傳統(tǒng)的光照傳感器存在的弊端和工程應(yīng)用存在的問(wèn)題，提出了將CMOS圖像傳感器應(yīng)用于照明環(huán)境中照度測(cè)量的方法。分析了利用CMO

2、S圖像處理進(jìn)行照度測(cè)量的可行性;對(duì)圖像采集、圖像預(yù)處理、照度的圖像測(cè)量方法進(jìn)行了比較深入的研究;設(shè)計(jì)了基于CMOS圖像傳感器的嵌入式照度檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)照度分布測(cè)量等功能，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。課題主要研究的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:
　　(1)提出了利用CMOS圖像傳感器實(shí)現(xiàn)光環(huán)境照度的檢測(cè)方法應(yīng)用于智能照明的思想，并開(kāi)發(fā)基于CMOS圖像傳感器的嵌入式系統(tǒng)。從理論上分析了照度與圖像灰度、傳感器增益、曝光時(shí)間、物體反射率等因素的關(guān)系，

3、論證了CMOS圖像傳感器測(cè)量照度的可行性。
　　(2)提出了將圖像灰度歸一化處理，并采用最小二乘法及通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，建立歸一化圖像灰度與亮度間的函數(shù)關(guān)系，根據(jù)物體亮度和照度的關(guān)系，進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，確立了物體的反射率，實(shí)現(xiàn)了照度及分布的檢測(cè)。
　　(3)完成了系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，確定了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的技術(shù)路線，明確了系統(tǒng)的功能，通過(guò)方案對(duì)比，確定了以具有高速浮點(diǎn)數(shù)據(jù)處理能力的STM32F407ZE為核心，以O(shè)V7670為CM

4、OS圖像傳感器，結(jié)合圖像采集與存儲(chǔ)等電路的硬件結(jié)構(gòu)。
　　(4)完成了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，確定了硬件驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層的三層軟件架構(gòu)，完成了底層驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)、μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作的移植及應(yīng)用層圖像采集、照度測(cè)量、參數(shù)配置等任務(wù)的實(shí)現(xiàn);通過(guò)DCMI結(jié)合DMA傳輸單元進(jìn)行圖像的快速采集，使用浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU)來(lái)提高運(yùn)算速度，并完成了圖像處理相關(guān)算法，使系統(tǒng)實(shí)時(shí)性得到了保證。
　　(5)進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試，通過(guò)開(kāi)發(fā)的上位機(jī)配置工具