基于大功率藍(lán)光LED的同步掃描水下成像系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著半導(dǎo)體材料和發(fā)光二極管封裝技術(shù)的突破,單晶片LED的功率等級(jí)不斷提高,大功率高亮度的LED將成為第四代光源。同步掃描作為水下成像的關(guān)鍵技術(shù)能有效地克服后向散射的影響。因此,將大功率藍(lán)光LED光源應(yīng)用到同步掃描水下成像系統(tǒng),對(duì)海洋資源的開發(fā)與利用具有重大的實(shí)用價(jià)值。
　　首先,本文分析了大功率藍(lán)光LED光源及系統(tǒng)的性能參數(shù)對(duì)成像質(zhì)量的影響,設(shè)計(jì)了基于大功率藍(lán)光LED的同步掃描水下成像系統(tǒng),通過對(duì)成像系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的分

2、析和仿真,得出了成像距離,水介質(zhì)衰減系數(shù)及ICCD性能指標(biāo)與成像系統(tǒng)MTF之間的相互關(guān)系。由此關(guān)系可以得出如下結(jié)論:當(dāng)傳輸距離一定時(shí),水介質(zhì)衰減系數(shù)越大,成像系統(tǒng)MTF越差;反之,當(dāng)水介質(zhì)衰減系數(shù)一定時(shí),成像距離增大,成像系統(tǒng)的MTF也隨之下降。同時(shí)經(jīng)過分析得出,ICCD的MTF可以滿足水下成像系統(tǒng)的特殊需求,并且高分辨率的 ICCD更有利于改善水下系統(tǒng)的成像質(zhì)量。
　　其次,設(shè)計(jì)了50W大功率藍(lán)光LED驅(qū)動(dòng)電路。此驅(qū)動(dòng)電路可以提

3、供穩(wěn)定的輸出電壓,通過阻抗變換輸出較大的電流,為大功率藍(lán)光LED光源提供恒定的電壓和較大的工作電流,以保證成像系統(tǒng)的照明需求。
　　最后,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)基于大功率藍(lán)光LED的同步掃描水下成像系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證與分析。通過實(shí)驗(yàn)得出:在9米范圍內(nèi)基于大功率藍(lán)光LED的同步掃描水下成像系統(tǒng)能得到清晰的圖像,并且驗(yàn)證了成像距離及接收器與光源之間的夾角對(duì)成像質(zhì)量的影響。
　　通過研究,設(shè)計(jì)了基于大功率藍(lán)光LED光源的同步掃描水下成像系統(tǒng)