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Kamera von Mind Map: Kamera

1. Optik

1.1. beeinflusst Gesamtleistung

1.2. Auflösung

1.2.1. Zusammenspiel aus der Auflösung der Optik und des Bildsensors sowie der Bildverarbeitung

1.2.2. Pixel pro Grad

1.2.2.1. Übliche Werte > 15 Pixeln pro Grad

1.2.3. Anforderungen

1.2.3.1. geometrisch

1.2.3.2. die zur Verfügung stehende Rechenleistung zur Bildverarbeitung

1.3. Blickfeld

1.3.1. horizontal

1.3.1.1. Frontview-Kamerasystem

1.3.1.1.1. >40°

1.3.2. vertikal

1.3.2.1. wird bestimmt durch Einbauhöhe und der minimalen Detektionsentfernung im Nahbereich

1.3.3. definiert durch Optik und Bildsensor

1.3.4. Einfluss von Bewegungsunschärfe

1.3.4.1. unscharfe Abbildung in den Randbereichen bei längeren Belichtungszeiten -> schränkt max. Öffnungswinkel ein

1.4. Schärfentiefe

1.5. Farbwiedergabe

1.6. Systemempfindlichkeit

1.7. Aufbau

1.7.1. angepasstes Objektiv

1.7.1.1. Flint- und Krongläser

1.7.1.2. Kunststofflinsen

1.7.2. Filterelemente

1.7.3. Objektivgehäuse

1.7.4. Anforderungen

1.7.4.1. Kosten und Robustheit

1.7.4.2. Konstruktion muss gewährleisten, dass Bildschärfe über dem Temperaturbereich konstant bleibt

2. Bildsensor

2.1. optische Abbildung wird in digitale Werte umgewandelt

2.2. Auslegung und Anpassung der Optik entscheidend für Bildqualität

2.2.1. Dynamik der Optik wird z.B. durch Streulicht negativ beeinflusst

2.2.1.1. bei starkem Gegenlicht treten Effekte wie Geisterbilder und Blendenflecke auf, die die Bildaufnahmequalität verringern

2.2.2. beeinflusst Dynamikumfang, Farbwiedergabe und Empfindlichkeit

2.2.2.1. Dynamikumfang

2.2.2.1.1. Fähigkeit, sowohl dunkle als auch helle Bereiche im Bild wiederzugeben

2.2.2.1.2. Begrenzung in dunklen Bildbereichen von der Sättigungsgrenze des Bildsensors, in hellen Bildbereichen von der Sättigungsgrenze des Bildsensors

2.3. beeinflusst Auflösung - über die Pixelanzahl

2.4. beeinflusst das Blickfeld - über die Anzahl und Anordnung der Pixel

2.5. CMOS

2.5.1. Nutzung sichtbare und der nahe Infrarot-Spektralbereich

2.5.2. Trennung in versch. Farbkanäle erfolgt über entsprechende Farbfilter auf dem Bildsensor

2.6. CCD

3. Bildverarbeitung

3.1. Bildqualität durch Bildverarbeitung im Prozessor geprägt

3.2. Performance der Bildverarbeitung abhängig von der Leistung der Verarbeitungseinheit

4. Bildausgabe

5. Elektronik

5.1. analoge und digitale Ein-und Ausgänge

5.1.1. Spannungsversorgung

5.1.2. das externe Zeitgebersignal ( Takt)

5.1.3. digitale Steuerungsein- und -ausgänge

5.1.4. Schnittstelle für Konfiguration

5.1.5. Bilddatenübertragung zur Recheneinheit

5.2. Übertragung von Einstellungen (z.B. Integrationszeit) erfolgt über Konfigurationsbussystem mit einer geringen Bandbreite

5.3. über parallele oder serielle Schnittstelle können Bilddaten übertragen werden

5.4. Datenraten hoch

5.4.1. Verwendung schneller serieller Schnittstellen, wie CSI (Camera Serial Interface)

6. Aufbau- und Verbindungstechnik

6.1. Anforderungengewährleistung

6.1.1. Einhaltung der optischen Parameter über die Lebenszeit des Kameramoduls

6.1.2. Verbindung des Bildsensors zur Leiterplatte

6.1.3. Ausrichtung der Optik zum Bildsensor

6.1.3.1. aktive Mehrachsen-Justage

6.1.3.1.1. Optik optimal zum Bildsensor ausrichten und dann mit einer Klebeverbindung fixieren

6.1.3.1.2. Vorteil: exakte Justage

6.1.3.2. Alternativ eine Justage nur in Richung der optischen Achse, die mittels eines Schraubgewindes einfach realisierbar ist

6.1.3.2.1. Eine mögliche Verkippung der optischen Achse zum Bildsensor wird nicht korrigiert

6.1.4. Träger für den Bildsensor und andere Elektronikkomponenten

6.1.4.1. Leiterplatten aus organischem Material, flexible Leiterkarten oder Keramikträger

6.1.4.2. auf den Träger werden Bildsensoren in gehäuster oder ungehäuster Form montiert