一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的led光源及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及機(jī)器視覺的光源領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的L邸光源 及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)器視覺技術(shù)主要是用計(jì)算機(jī)來模擬人類的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取 信息，進(jìn)行處理并加W理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。由于機(jī)器視覺是用機(jī)器來取 代人眼來觀察和判斷，所W常用于大批量生產(chǎn)過程的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，不適合人的危險(xiǎn)環(huán)境 和人眼視覺難W滿足的場(chǎng)合。而且機(jī)器視覺大大提高檢測(cè)的精度和速度，避免的人眼觀察 帶來的偏差和誤差。因此，機(jī)器視覺在各個(gè)領(lǐng)域得到很廣泛的應(yīng)用，如航空航天、工業(yè)、軍 事、民用等等領(lǐng)域。
[0003] 機(jī)器視覺系統(tǒng)的輸入端口一般都是圖像采集系統(tǒng)，例如工業(yè)相機(jī)。采集到一個(gè)視 覺效果好，對(duì)比度大的圖像可W大大減少后期的圖像處理工作量。照明系統(tǒng)是決定所采集 圖像的質(zhì)量的重要因素。目前，市面上應(yīng)用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的照明光源一般是環(huán)形照明光 源，該些環(huán)形照明光源基本都是固定直徑的，即光源的直徑是不可變的。
[0004] 對(duì)于目前的該種環(huán)形照明光源來說，如果要維持均勻的照明效果，就只能在一個(gè) 比較小的高度變化范圍內(nèi)移動(dòng)。機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)不同特征進(jìn)行檢測(cè)，一般需要不同高度的 照明光線，即需要光線從不同方向入射。因此，當(dāng)為了滿足機(jī)器視覺系統(tǒng)的檢測(cè)要求，對(duì)環(huán) 形照明光源的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，往往會(huì)得到照射不均勻的效果，導(dǎo)致所采集圖像的視覺效 果較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的L邸光 源，本發(fā)明的另一目的是提供一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的L邸光源的控制方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的L邸光源，包括環(huán)形底板、單片機(jī)W及用于采集L邸光源 與照射面的距離值的高度測(cè)量傳感器，所述環(huán)形底板上均勻地設(shè)有多個(gè)沿徑向的傳動(dòng)軌 道，所述傳動(dòng)軌道上設(shè)有L邸模組W及用于帶動(dòng)L邸模組沿傳動(dòng)軌道移動(dòng)的傳動(dòng)部件，所述 高度測(cè)量傳感器安裝在環(huán)形底板的一側(cè)，所述單片機(jī)用于根據(jù)高度測(cè)量傳感器所采集的距 離值控制多個(gè)傳動(dòng)部件的動(dòng)作進(jìn)而調(diào)節(jié)多個(gè)Lm)模組組成的圓形光源陣列的半徑。
[000引進(jìn)一步，所述環(huán)形底板在每個(gè)傳動(dòng)軌道的靠近環(huán)形底板的中屯、的末端設(shè)有固定支 撐座，所述傳動(dòng)部件與固定支撐座連接，所述傳動(dòng)部件包括電機(jī)、電機(jī)支撐座、聯(lián)軸器、絲 桿、滑塊軌道W及可在滑塊軌道上滑動(dòng)的滑塊，所述電機(jī)支撐座和滑塊軌道均安裝在環(huán)形 底板上，所述電機(jī)安裝在電機(jī)支撐座上，所述絲桿的一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)連接，所述絲桿 的另一端與固定支撐座連接，所述滑塊套設(shè)在絲桿上，所述L邸模組與滑塊連接，多個(gè)傳動(dòng) 部件的電機(jī)之間并聯(lián)地與單片機(jī)連接且運(yùn)動(dòng)一致。
[0009] 進(jìn)一步，所述滑塊的兩側(cè)均設(shè)有用于帶動(dòng)滑塊在滑塊軌道上滑動(dòng)的滑輪。
[0010] 進(jìn)一步，所述環(huán)形底板在每個(gè)絲桿的兩端的下方均安裝有用于對(duì)滑塊進(jìn)行限位的 行程開關(guān)。
[0011] 進(jìn)一步，所述L邸模組包括L邸基板、L邸矩形陣列和漫射罩，所述L邸矩形陣列 和漫射罩依次安裝在L邸基板上，所述L邸基板倒置安裝在傳動(dòng)部件上。
[0012] 進(jìn)一步，還包括外殼，所述外殼在正對(duì)環(huán)形底板的中屯、開口的位置設(shè)有與該中屯、 開口相同尺寸的中屯、孔。
[0013] 進(jìn)一步，所述單片機(jī)根據(jù)下式調(diào)節(jié)多個(gè)L邸模組組成的圓形光源陣列的半徑：
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源，其特征在于，包括環(huán)形底板（I)、單片機(jī)以及用 于采集LED光源與照射面的距離值的高度測(cè)量傳感器（21)，所述環(huán)形底板（1)上均勻地設(shè) 有多個(gè)沿徑向的傳動(dòng)軌道（16)，所述傳動(dòng)軌道（16)上設(shè)有LED模組以及用于帶動(dòng)LED模組 沿傳動(dòng)軌道（16)移動(dòng)的傳動(dòng)部件，所述高度測(cè)量傳感器（21)安裝在環(huán)形底板（1)的一側(cè)， 所述單片機(jī)用于根據(jù)高度測(cè)量傳感器（21)所采集的距離值控制多個(gè)傳動(dòng)部件的動(dòng)作進(jìn)而 調(diào)節(jié)多個(gè)LED模組組成的圓形光源陣列的半徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源，其特征在于，所述環(huán)形 底板（1)在每個(gè)傳動(dòng)軌道（16)的靠近環(huán)形底板（1)的中心的末端設(shè)有固定支撐座（2)，所 述傳動(dòng)部件與固定支撐座（2)連接，所述傳動(dòng)部件包括電機(jī)（11)、電機(jī)支撐座（13)、聯(lián)軸器 (10)、絲桿（9)、滑塊軌道（3)以及可在滑塊軌道（3)上滑動(dòng)的滑塊（4)，所述電機(jī)支撐座 (13) 和滑塊軌道（3)均安裝在環(huán)形底板⑴上，所述電機(jī)（11)安裝在電機(jī)支撐座（13)上， 所述絲桿（9)的一端通過聯(lián)軸器（10)與電機(jī)（11)連接，所述絲桿（9)的另一端與固定支 撐座（2)連接，所述滑塊（4)套設(shè)在絲桿（9)上，所述LED模組與滑塊（4)連接，多個(gè)傳動(dòng) 部件的電機(jī)（11)之間并聯(lián)地與單片機(jī)連接且運(yùn)動(dòng)一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源，其特征在于，所述滑塊 (4)的兩側(cè)均設(shè)有用于帶動(dòng)滑塊（4)在滑塊軌道（3)上滑動(dòng)的滑輪（5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源，其特征在于，所述環(huán)形底 板（1)在每個(gè)絲桿（9)的兩端的下方均安裝有用于對(duì)滑塊（4)進(jìn)行限位的行程開關(guān)（20)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源，其特征在于，所述LED 模組包括LED基板^)、LED矩形陣列（8)和漫射罩（14)，所述LED矩形陣列（8)和漫射罩 (14) 依次安裝在LED基板（6)上，所述LED基板（6)倒置安裝在傳動(dòng)部件上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源，其特征在于， 還包括外殼（17)，所述外殼（17)在正對(duì)環(huán)形底板（1)的中心開口的位置設(shè)有與該中心開口 相同尺寸的中心孔（18)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源，其特征在于， 所述單片機(jī)根據(jù)下式調(diào)節(jié)多個(gè)LED模組組成的圓形光源陣列的半徑：
上式中，r表示多個(gè)LED模組組成的圓形光源陣列的半徑的調(diào)節(jié)值，h表示高度測(cè)量傳 感器（21)所采集的距離值，Γι表示當(dāng)前時(shí)刻LED模組組成的圓形光源陣列的最佳照明半 徑，m表示與LED模組的發(fā)光特性相關(guān)的系數(shù)， Γ(ι表示當(dāng)前時(shí)刻LED模組組成的圓形光源陣 列的照明半徑。
8. -種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源的控制方法，其特征在于，包括： 51、 實(shí)時(shí)采用高度測(cè)量傳感器（21)采集LED光源距離照射面的距離值； 52、 根據(jù)高度測(cè)量傳感器（21)所采集的距離值計(jì)算LED模組組成的圓形光源陣列的最 佳照明半徑； 53、 獲取當(dāng)前時(shí)刻LED模組組成的圓形光源陣列的照明半徑后，計(jì)算獲得LED模組的移 動(dòng)位移； S4、根據(jù)計(jì)算獲得的移動(dòng)位移控制多個(gè)傳動(dòng)部件的動(dòng)作從而帶動(dòng)LED模組進(jìn)行移動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源的控制方法，其特征在于， 所述步驟S2,其具體為： 結(jié)合下式，根據(jù)高度測(cè)量傳感器（21)所采集的距離值計(jì)算LED模組組成的圓形光源陣 列的最佳照明半徑：
上式中，h表示高度測(cè)量傳感器（21)所采集的距離值，Γι表示當(dāng)前時(shí)刻LED模組組成 的圓形光源陣列的最佳照明半徑，m表示與LED模組的發(fā)光特性相關(guān)的系數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源的控制方法，其特征在 于，所述步驟S3,其具體為： 獲取LED模組組成的圓形光源陣列的初始照明半徑后，根據(jù)下式計(jì)算獲得LED模組的 移動(dòng)位移r : r = rrr0 上式中，Γι表示當(dāng)前時(shí)刻LED模組組成的圓形光源陣列的最佳照明半徑，r ^表示當(dāng)前 時(shí)刻LED模組組成的圓形光源陣列的照明半徑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的LED光源及其控制方法，該LED光源包括環(huán)形底板、單片機(jī)以及高度測(cè)量傳感器，環(huán)形底板上均勻地設(shè)有多個(gè)沿徑向的傳動(dòng)軌道，傳動(dòng)軌道上設(shè)有LED模組以及用于帶動(dòng)LED模組沿傳動(dòng)軌道移動(dòng)的傳動(dòng)部件，高度測(cè)量傳感器安裝在環(huán)形底板的一側(cè)，單片機(jī)用于根據(jù)高度測(cè)量傳感器所采集的距離值控制多個(gè)傳動(dòng)部件的動(dòng)作進(jìn)而調(diào)節(jié)多個(gè)LED模組組成的圓形光源陣列的半徑。本發(fā)明可通過采集LED光源與照射面的距離值后，控制傳動(dòng)部件的動(dòng)作從而調(diào)節(jié)多個(gè)LED模組組成的圓形光源陣列的半徑，從而在不同高度照明的情況下，實(shí)現(xiàn)均勻照明，使得機(jī)器視覺系統(tǒng)采集到視覺效果較好的圖像，可廣泛應(yīng)用于機(jī)器視覺系統(tǒng)中。
【IPC分類】F21Y101-02, F21S8-00, H05B37-02, F21V14-02
【公開號(hào)】CN104763928
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510128214
【發(fā)明人】陳新度, 林家平, 陳新, 王晗, 王素娟, 高健, 楊志軍, 吳磊, 駱偉岸, 羅迪
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月23日