【30页】毕业论文（设计）_颜色识别测量装置设计（三基色） ㊣ 精品文档 值得下载

和应用范围其次讨论了三基色和阈值的基本理论在此基础上说明了三种颜色识别方法及颜色识别装置的设计方案。

然后介绍了设计中用到的主要器件颜色传感器和单片机及其基于颜色传感器和的颜色识别的应用电路。

本文对颜色识别单元和数码显示单元进行了说明。

最后文章对整个硬件设计和软件流程进行了详细的说明。

本装置利用需要测量的颜色光源进行照射，由颜色传感器转换为脉冲信号。

脉冲信号经单片机采集处理判别，颜色信息最后由四位数码管显示出颜色信息。

关键词三基色白平衡届本科生毕业论文设计届本科生毕业论文设计引言光与颜色混色的含义三基色颜色的三要素计色制与配色方程颜色空间转换到颜色空间与颜色的判决颜色识别装置的三种方案方案三个发光二极管分别发射红蓝绿光来检测颜色方案在装置上标记颜色来达到辨别颜色的目的方案基于单片机和颜色传感器的颜色识别测量装置基于单片机和颜色传感器的颜色识别方法基于单片机和颜色传感器的颜色识别接口电路二器件介绍颜色传感器的介绍的特点的结构框图各引脚的功能识别颜色的原理单片机简介届本科生毕业论文设计单片机引脚封装数码显示单元数码显示单元原理数码显示单元的硬件电路图三硬件电路硬件电路的介绍硬件电路图四系统框图和软件框图系统框图软件框图五测试与分析注意事项测试与分析误差分析六总结七谢辞参考文献届本科生毕业论文设计引言随着现代工业向着高速化自动化和人民生活水平向着智能化的方向的发展，在生产过程和人们的生活中长期以人眼起主导作用的颜色识别装置将越来越多的被相应的智能颜色传感器所代替。

由于人体的自身生理原因和疲劳所造成颜色识别的误差已经对工业的发展和人们的生活影响越来越严重，所以人们对种代替人眼来对颜色进行识别的智能装置的需求就越来越大了。

现阶段已经研究出响应的颜色识别装置，并且已经应用到人们的生活中了。

例如图书馆使用颜色区分对各类文献进行分类，这样能够极大地提高排架管理和统计工作在包装行业，产生包装利用不同包装和装潢来表示不同的性质和用途在医用方面可以较准确的帮助医生判断病因，通过各个器官不同病变时期来诊断病情的发展情况。

颜色识别装置基本上是用单片机控制颜色传感器来实现颜色的识别的。

目前的颜色传感器通常是在的光电二极管上覆盖经过修正的红绿篮滤光片，然后对输出信号进行相应的处理，才能将颜色信号识别出来有的将两者集合起来，但是输出模拟信号，需要个电路进行采样，对该信号进步处理，才能进行识别，增加了电路的复杂性，并且存在较大的识别误差，影响了识别的效果。

光与颜色混色的含义不同波长的光会引起人眼不同的色彩感觉，两种不同光谱成分经过混合，能引起人眼产生与种单色光相同的感觉，即单色光的颜色可以由几种颜色的混合光来等效，这现象称为混色。

三基色颜色可以分为为红橙黄绿青蓝紫，人的眼睛就像个三色接收器，大多数的颜色都可以通过红绿蓝三色按照不同的比例合成，同样的绝大多数颜色也可以分解成红绿蓝三种光，这就是三基色原理。

三种基色是相互的，任何种基色都不能有其它两种颜色合成。

红绿蓝是三基色，这三种颜色合成的颜色范围最为广泛。

红绿蓝三基色按照不同的比例相加合成混色称为相加混色。

红色绿色黄色绿色蓝色青色红色蓝色品红红色绿色蓝色白色届本科生毕业论文设计另外红色青色白色绿色品红白色蓝色黄色白色由于每个人的眼睛对于相同的单色的感受有不同，如果我们用相同强度的三基色混合时，假设得到白光的强度为，这时候人的主观感受是绿光最亮，红光次之，蓝光最弱。

颜色的三要素颜色三要素指的是彩色光的亮度色调饱和度这三个量。

任何种彩色光对人眼引起的视觉作用，都可以用这三个量来描述。

亮度指彩色光作用于人眼而引起的视觉上的明亮程度。

光源的辐射能量越大，物体的反射能力越强，亮度就越高。

复合光的亮度等于各个分量光的亮度之和。

另外，亮度还和波长有关，能量相同而波长不同的光对视觉引起的亮度感觉也不相同，这就是上节已经介绍过的视敏特性。

色调指彩色的颜色类别，它是决定彩色本质的基本参量。

我们通常所说的红绿蓝等指的就是色调。

上文中讲到不同波长的光颜色不同，也是指的色调不同。

发光物体的色调即颜色由其自身的光谱功率分布决定不发光物体的色调由物体的反射透射特性及照明光源的光谱功率分布决定。

饱和度是指彩色的深浅浓淡程度。

对于同色调的彩色光，饱和度越高，颜色就越深越浓。

各种谱色光都是饱和度最高的彩色。

饱和度与彩色光中掺入的白光比例有关，掺入的白光越多，饱和度就越小。

因此，饱和度也称为色纯度。

例如，将束饱和度很高的蓝光投射在张白纸上，则白纸呈现深蓝色，如果再将束白光投射到该纸上，则纸的颜色就会变浅，说明颜色的饱和度降低了。

饱和度的大小用百分制衡量，的饱和度表示彩色光中没有白光成分，所有谱色光的饱和度都是饱和度为零表示全是白光，没有任何色调。

色调和饱和度合称为色度，它既说明了彩色光的颜色类别，又说明了颜色的深浅程度。

在彩色电视中，所谓传输彩色图像，实质上是传输图像中每个像素的亮度和色度信息。

计色制与配色方程根据三基色原理，我们将红蓝绿三种基色按不同的比例混合，可以获得各种色彩。

国际规定下面三种光谱为基色光，波长为的红光作为红基色，波长为的绿光为绿基色，波长为的蓝光为蓝基色。

从配色实验可知配出标准白光所需三基色光通量比为。

因此规定光通量为的红基色作为个红基色单位。

并用表示光通量为届本科生毕业论文设计的绿基色作为个绿基色单位，并用表示光通量为的蓝基色作为蓝基色单位，并用表示。

以为单位量进行彩色度量的系统称为计色制。

于是种彩色光的配色方程可以由下式表示式中表示待配色的彩色光的彩色量分别为红波长为绿波长为蓝波长为三基色的单位量，其中分别为三基色的系数。

式的配色方程适合于配置切颜色，只不过对于不同的颜色，三色系数不同而已。

对于等能白光即白其光通量为︳白︳其亮度为颜色传感器通过检测色彩光中三种基色光的光通量的大小来判断颜色。

配色方程式告诉我们，白色光中三种基色的光通量并不相等，按他们各自的单位量来计值，白光中三基色的比例才是。

这给我们进行的白平衡调整和亮度的描述提供了种方法。

在后面的转化到的算法中提供了另种亮度描述方法，在本装置中采用的描述方法。

颜色空间转换到颜色空间与颜色的判决表示颜色的色相饱和度和亮度。

我们识别颜色主要是通过的阈值参数来识别，而的阈值就是用颜色空间来实现的。

转化到的算法届本科生毕业论文设计模型在许多图象编辑中得到了广泛的应用，在这里我们用颜色空间模型来判断颜色。

我们从种色彩纯色彩开始，即指定色彩角，并让，然后我们就可以通过向其中加入黑色和白色来得到我们需要是颜色，增加黑色可以减小而不变，同样增加白色可以减小而不变。

在本装置的设计中，只要通过转化得到就可以判断各种颜色，而和的改变只会加深或减淡该颜色，但并不会影响颜色的判断结果，因此我们在这里可以人为指定的阈值，按照的阈值不仅能够快速判断颜色，还可以根据实际需要方便修改判决方案。

本设计判决阈值表如所示表的阈值表颜色名称的阈值红色橙色黄色绿色青色蓝色紫色颜色识别装置的三种方案随着科学技术的发展和各种元气件的日益完善，我们对颜色识别测量装置设计的要求也越来越高，下面我们来介绍几种颜色识别测量装置的几种方案方案三个发光二极管分别发射红蓝绿光来检测颜色该颜色识别装置必须向待测物体依次发射出红绿蓝三种探测光，利用硫化镉光敏电阻接收待测物的反射光，根据其阻值的变化从而获得颜色的信息。

本装置要求光敏电阻必须安装在三个发光二极管的中心位置。

这个方案有很大的局限性光敏电阻容易受到温度影响可靠性差，测量范围窄。

光敏电阻必须安装在中心位置，增加了设备的生产难度。

进行环境校正时，必须单独提供个白色的待测物才可以进行校正，在实际中受到环境的影响。

因为发光二极管和光敏电阻的位置是固定的，测试时必须通过调整待测物体的位置才能使其反射光被光敏电阻接收到，待测物的位置很难控制，增加了测试的难度。

届本科生毕业论文设计方案在装置上标记颜色来达到辨别颜色的目的在工具盘放有四个探测笔的槽，槽里事先标记红黄黑绿四种颜色，四支探测笔也要标记这四种颜色，在放置的时候书写笔必须要和探测笔槽的颜色致。

每个笔槽的中心位置放置对红外发送接收二极管，这个二极管就是笔色的感测器。

当这四支笔中的支被拿起时，当二极管接受不到所反射的红外光时，这种状态就会被记录下来并认为笔槽为空。

由于笔槽与二极管相对应，因此哪个笔槽空就意味着哪种颜色的探测笔被拿起。

这个方案的缺点被识别的颜色必须与事先放置好的颜色相对应，不然的话不能识别。

探测笔颜色是靠预先设置笔槽颜色，并检测笔槽是否为空来识别的，待测物必须放置在与其颜色致的笔槽里，否则颜色识别。

方案基于单片机和颜色传感器的颜色识别测量装置不同于上述两种方案，此种颜色识别装置仅将待测物放置在本装置上就可以识别出待测物体的颜色。

该装置包括颜色探测器和数据处理单元。

基于单片机和颜色传感器的结构此种方案的颜色识别装置包括颜色探测器和数据处理单元。

颜色探测器包括发光源和传感器。

发光源用于向待测物体发射单色探测光，传感器用于接收待测物的反射光，并根据所述反射光的光参量产生与待测物颜色相应的电信号。

发光源可以是发白色光的发光二极管。

传感器是半导体传感器，通过依次测量待测物反射光正三原色的光强，获得颜色信息，并将测量植转换成频率信号。

该半导体传感器表面是光电感应二极管，内部集成了红绿蓝三种颜色的滤波器彩色光到频率的转换器，直接输出数字电信号。

数据处理单元为单片机，用于接收颜色探测输出的频率电信号，并根据该信号产生响应的颜色识别结果还用于颜色探测器的控制。

数据处理单元包括数据采集单元，颜色参数存储单元，对比运算单元，事件判断单元。

数据采集单元作用是定期的对传感器的数据进行采集。

颜色参数存储单元用于存储各种色彩的标准颜色参数。