CMOS图像传感器中卷帘式快门特性及其应用

摘要

结合CMOS图像传感器研究了CMOS图像传感器卷帘式快门的具体应用.介绍了卷帘式快门的特点和工作原理,分析了具有卷帘式快门的CMOS图像传感器的成像特性,并对其进行了成像实验.探讨了一种利用卷帘式快门相机拍摄的单精度视图来计算高速物体在三维空间中的位姿和速度的新方法.最后,提出了一个运动目标的透视投影模型,讨论了估计目标位姿和速度的方法.实验结果表明:具有卷帘式快门的CMOS图像传感器对运动物体成像时会产生一定程度的畸变,畸变的程度与积分时间等传感器参数的设置有关.在误差最小化的情况下得到了运动物体的位姿和速度参数,计算误差在2.5%以内,测量精度为0.01 rad/s.对实验结果的分析证明了方法的可行性.这种计算方法能够使得低价格、低耗能的CMOS相机转化为一种新的速度传感器.