Videometrie a bezkontaktní měření

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra měření

Anotace:

Problematika optoelektronických senzorů a jejich použití v systémech bezkontaktního měření na principech videometrie, CCD řádkové a plošné senzory, optická projekční soustava i návrh měřicích kamer a metodika zpracování jejich signálu je náplní tohoto předmětu.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A3M38VBM

Požadavky:

Osnova 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.Příkladová studie, rezerva

Osnova cvičení:

1. Optoelektonické reflexní snímače a závory

2. Měření polohy kruhovou diferenciální diodou

3. Měření vzdálenosti a výchylky optickou vláknovou sondou

4. Měření citlivosti optoelektronických senzorů

5. Projekt - optoelektronický reflexní snímač, specifikace

6. Projekt - návrh a realizace obvodů snímače v laboratoři

7. Projekt - sestavení snímače v laboratoři - oživení

8. Projekt - měření vlastností snímače, prezentace, ohajoba projektu

9. Měření videosignálu CCD -TV monochromatické a barevné kamery

10. Měření CCD řádkového senzoru

11. CCD řádková kamera, přesné měření rozměrů

12. Zjišťování geometrických chyb systému s CCD kamerou

13. Automatická výrobní inspekce kompaktním systémem MDTR, Stereokamera CMOS

14. Prezentace laboratorního projektu, zápočetzápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Kjell J. Gĺsvik: Optical Metrology (Third Edition), 2002 John Wiley & Sons, Ltd, 2002, ISBN: 9780470843000,

2. Saleh, Bahaa E. A. / Teich, Malvin Carl: Fundamentals of Photonics, ISBN-10: 0-471-35832-0, Wiley Series in Pure and Applied Optics, 2007

3. Holst, G.: CMOS/CCD sensors and camera systems, JCD Publishing 2007

4. Hecht, E.: Optics, 4th Edition, 2001

5. Fischer, J.: Optoelektronické senzory a videometrie. Skripta ČVUT, Praha 2002

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:

http://measure.feld.cvut.cz/vyuka/predmety/A3M38VBM

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektrotechnika, energetika a management - Technologické systémy_144957 (volitelný předmět)
• Elektrotechnika, energetika a management - Elektrické stroje, přístroje a pohony_145019 (volitelný předmět)
• Elektrotechnika, energetika a management - Elektroenergetika_145039 (volitelný předmět)
• Elektrotechnika, energetika a management - Ekonomika a řízení energetiky_145106 (volitelný předmět)
• Elektrotechnika, energetika a management - Ekonomika a řízení elektrotechniky_145126 (volitelný předmět)
• Komunikace, multimédia a elektronika - Bezdrátové komunikace_145152 (volitelný předmět)
• Komunikace, multimédia a elektronika - Multimediální technika_145209 (volitelný předmět)
• Komunikace, multimédia a elektronika - Elektronika_145231 (volitelný předmět)
• Komunikace, multimédia a elektronika - Sítě elektronických komunikací_145248 (volitelný předmět)
• Kybernetika a robotika - Senzory a přístrojová technika_145332 (povinný předmět oboru)
• Otevřená informatika - Umělá inteligence_145417 (volitelný předmět)
• Otevřená informatika - Počítačové inženýrství_145440 (volitelný předmět)
• Otevřená informatika - Počítačové vidění a digitální obraz_145456 (volitelný předmět)
• Otevřená informatika - Počítačová grafika a interakce_145515 (volitelný předmět)
• Otevřená informatika - Softwarové inženýrství_145534 (volitelný předmět)
• Komunikace, multimédia a elektronika - Komunikační systémy (volitelný předmět)