用于機(jī)器視覺的智能光源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光源技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用于機(jī)器視覺的智能光源，包括控制器和環(huán)形光源，所述環(huán)形光源包括電平轉(zhuǎn)換芯片、恒流芯片、基板和安裝于所述基板上的LED燈珠；所述電平轉(zhuǎn)換芯片用于將控制器發(fā)出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換后供給恒流芯片；所述恒流芯片用于通過多個(gè)輸出管腳分別輸出多路電流；所述安裝于基板上的LED燈珠分為若干組，每組包括一個(gè)或一個(gè)以上串聯(lián)的LED燈珠，所述若干組LED燈珠分別并聯(lián)接入所述恒流芯片的多個(gè)輸出管腳。本發(fā)明的智能光源，采用能輸出多路不同大小電流的恒流芯片控制若干組并聯(lián)的LED燈珠，實(shí)現(xiàn)了LED環(huán)形光源的分段自動(dòng)控制，能在圖像采集過程中有效消除高光的影響，提高了圖像采集的質(zhì)量和效率。
【專利說明】
用于機(jī)器視覺的智能光源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種用于機(jī)器視覺的智能光源。
【背景技術(shù)】
[0002]中國正成為世界上機(jī)器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，應(yīng)用范圍涵蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、交通、安全等各行業(yè)。機(jī)器視覺的優(yōu)點(diǎn)是可覆蓋不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合，且在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，機(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。
[0003]有效的光源照明設(shè)計(jì)能夠提高機(jī)器視覺系統(tǒng)的可靠性和綜合性，但現(xiàn)有光源類型單一，且大多為靜態(tài)光源，在照明過程中易出現(xiàn)高光現(xiàn)象，難以消除，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。而基于機(jī)器視覺的檢測(cè)要范圍廣、精度高、速度快，圖像質(zhì)量是基礎(chǔ)。因此，設(shè)計(jì)一款用于機(jī)器視覺的智能光源很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)基于機(jī)器視覺檢測(cè)與搜索中的圖像高光問題，提供一種用于機(jī)器視覺的智能光源。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
用于機(jī)器視覺的智能光源，包括控制器和環(huán)形光源，所述環(huán)形光源包括電平轉(zhuǎn)換芯片、恒流芯片、基板和安裝于所述基板上的LED燈珠；
所述電平轉(zhuǎn)換芯片連接控制器，用于將控制器發(fā)出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換后供給恒流芯片；所述恒流芯片連接所述電平轉(zhuǎn)換芯片，用于通過多個(gè)輸出管腳分別輸出多路電流；所述安裝于基板上的LED燈珠分為若干組，每組包括一個(gè)或一個(gè)以上串聯(lián)的LED燈珠，所述若干組LED燈珠分別并聯(lián)接入所述恒流芯片的多個(gè)輸出管腳。
[0006]優(yōu)選的，所述若干組LED燈珠均為相同規(guī)格的LED燈珠。
[0007]優(yōu)選的，所述基板為鋁基板。
[0008]進(jìn)一步的，所述控制器包括電源模塊和主板控制模塊;所述電源模塊用于將外部電源變壓后為所述主板控制模塊供電；所述主板控制模塊連接所述電平轉(zhuǎn)換芯片，用于輸出控制電壓信號(hào)。
[0009]優(yōu)選的，所述電源模塊包括開關(guān)電源模塊和降壓電源模塊，所述降壓電源模塊為可調(diào)降壓模塊。
[0010]優(yōu)選的，所述主板控制模塊包括單片機(jī)及外圍電路，所述單片機(jī)為STM32系列芯片。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述環(huán)形光源還包括外殼，所述外殼為鋁制外殼。
[0012]本發(fā)明的用于機(jī)器視覺的智能光源，在傳統(tǒng)LED環(huán)形光源的基礎(chǔ)上，采用能輸出多路電流的恒流芯片控制若干組并聯(lián)的LED燈珠，實(shí)現(xiàn)了LED環(huán)形光源的分段自動(dòng)控制，可根據(jù)需求調(diào)整控制模式，實(shí)現(xiàn)多種不同的照明模式。其用于機(jī)器視覺檢測(cè)或搜索系統(tǒng)時(shí)，能在圖像采集過程中有效消除高光的影響，提高了圖像采集的質(zhì)量和效率。
[0013]本發(fā)明的用于機(jī)器視覺的智能光源，采用鋁基板作為LED燈珠的載板，散熱效果好，提高了光源的穩(wěn)定性。采用相同規(guī)格的燈珠，減少了個(gè)體燈珠之間的差異，從而避免了亮度不均勻的問題。同時(shí)，采用恒流控制LED的模式對(duì)智能環(huán)形光源進(jìn)行控制，光源穩(wěn)定性好，使用壽命長。
[0014]本發(fā)明的用于機(jī)器視覺的智能光源，基于光電技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過單片機(jī)控制模塊實(shí)現(xiàn)了照明光源的多模式自動(dòng)動(dòng)態(tài)照明，改變了傳統(tǒng)的視覺技術(shù)照明方式，具有良好的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，能廣泛適用于工業(yè)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域的圖像采集系統(tǒng)中。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1實(shí)施例中控制器的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1實(shí)施例中環(huán)形光源的LED燈珠分布不意圖；
附圖標(biāo)記說明:1-導(dǎo)線;2-控制器;3-環(huán)形光源;4-LED燈珠。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的用于機(jī)器視覺的智能光源采用LED環(huán)形光源作為照明光源，包括控制器2和環(huán)形光源3，控制器2通過導(dǎo)線I接入外部交流電源，并通過導(dǎo)線I連接環(huán)形光源3。
[0018]如圖2所示，控制器2包括電源模塊和主板控制模塊，電源模塊進(jìn)一步包括開關(guān)電源模塊和降壓電源模塊。其中，開關(guān)電源模塊連接外部交流電源，功能為電源整流變壓；降壓電源模塊連接開關(guān)電源模塊和主板控制模塊，用于進(jìn)一步降低電壓為主板控制模塊供電；主板控制模塊核心為單片機(jī)，用于控制環(huán)形光源中的恒流芯片。
[0019]如圖3所示，環(huán)形光源3包括電平轉(zhuǎn)換芯片、恒流芯片以及安裝于基板上的LED燈珠
4。其中，電平轉(zhuǎn)換芯片與恒流芯片相連，控制器2輸出的電壓信號(hào)經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后供給恒流芯片;恒流芯片有多路電流輸出，可調(diào)節(jié)電阻來改變各管腳輸出的電流大小;LED燈珠為相同規(guī)格，一個(gè)或一個(gè)以上串聯(lián)的燈珠為一組，各組LED燈珠再分別并聯(lián)接入恒流控制芯片的管腳，每組燈珠相對(duì)獨(dú)立。作為優(yōu)選方案，基板為鋁基板，散熱效果好，提高了光源的穩(wěn)定性。
[0020]具體的，在優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)形光源包括64顆相同規(guī)格的A2835WDSDX燈珠，每四顆串聯(lián)為一組，16組燈珠并聯(lián)接入恒流芯片的對(duì)應(yīng)管腳。采用相同規(guī)格的燈珠，可減少個(gè)體燈珠之間的差異，從而避免了亮度不均勻的問題。
[0021]恒流芯片共有16路輸出，可以根據(jù)承接的電阻來改變輸出管腳的電流大小。主板控制模塊使用的單片機(jī)為STM32系列芯片，由于STM32發(fā)出的是3.3V電壓信號(hào)，而恒流芯片所需的信號(hào)電平為5V，故而需要使用電平轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。STM32輸出控制信號(hào)，恒流芯片接收到控制信號(hào)后控制與指令對(duì)應(yīng)的一組或幾組的LED燈珠亮暗。
[0022]上述的智能光源，采用了LED燈珠先串后并的模式實(shí)現(xiàn)了光源的分段控制，應(yīng)用于機(jī)器視覺的圖像采集或搜索系統(tǒng)時(shí)，可有效消除高光，提高了圖像采集質(zhì)量和效率。
[0023]下面進(jìn)一步給出將上述智能光源應(yīng)用于紐扣自動(dòng)分揀系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。
[0024]將16組LED燈珠依次每相鄰兩組作為一部分，則有8部分，編號(hào)為O?7。對(duì)紐扣的圖像采集分4次完成，STM32依次控制8個(gè)部分的LED燈珠中對(duì)角的兩個(gè)部分照明。即將紐扣置于環(huán)形光源正中心后，第一次O和4點(diǎn)亮，拍攝圖片為(a)，第二次I和5點(diǎn)亮，拍攝圖片為(b)，第三次2和6點(diǎn)亮，拍攝圖片為(c)，第四次3和7點(diǎn)亮，拍攝圖片為(d)。圖像(a)(b)(c)(d)合成方法為:1、圖像(a)與圖像(b)先配準(zhǔn)后融合得圖像(ab);2、圖像(ab)與圖像(C)先配準(zhǔn)后融合得圖像(abc);3、圖像(abc)與圖像(d)先配準(zhǔn)后融合得圖像(abcd)，即圖像(e)。最終合成的圖像(e)有效消除了高光。
[0025]以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于機(jī)器視覺的智能光源，包括控制器和環(huán)形光源，其特征在于: 所述環(huán)形光源包括電平轉(zhuǎn)換芯片、恒流芯片、基板和安裝于所述基板上的LED燈珠； 所述電平轉(zhuǎn)換芯片連接控制器，用于將控制器發(fā)出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換后供給恒流芯片； 所述恒流芯片連接所述電平轉(zhuǎn)換芯片，用于通過多個(gè)輸出管腳分別輸出多路電流； 所述安裝于基板上的LED燈珠分為若干組，每組包括一個(gè)或一個(gè)以上串聯(lián)的LED燈珠，所述若干組LED燈珠分別并聯(lián)接入所述恒流芯片的多個(gè)輸出管腳。2.如權(quán)利要求1所述的用于機(jī)器視覺的智能光源，其特征在于:所述若干組LED燈珠均為相同規(guī)格的LED燈珠。3.如權(quán)利要求1所述的用于機(jī)器視覺的智能光源，其特征在于:所述基板為鋁基板。4.如權(quán)利要求1所述的用于機(jī)器視覺的智能光源，其特征在于:所述控制器包括電源模塊和主板控制模塊;所述電源模塊用于將外部電源變壓后為所述主板控制模塊供電；所述主板控制模塊連接所述電平轉(zhuǎn)換芯片，用于輸出控制電壓信號(hào)。5.如權(quán)利要求4所述的用于機(jī)器視覺的智能光源，其特征在于:所述電源模塊包括開關(guān)電源模塊和降壓電源模塊，所述降壓電源模塊為可調(diào)降壓模塊。6.如權(quán)利要求4所述的用于機(jī)器視覺的智能光源，其特征在于:所述主板控制模塊包括單片機(jī)及外圍電路，所述單片機(jī)為STM32系列芯片。7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的用于機(jī)器視覺的智能光源，其特征在于:所述環(huán)形光源還包括外殼，所述外殼為招制外殼。
【文檔編號(hào)】F21V19/00GK105937734SQ201610184988
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】金秉文, 留赟, 戴云霄, 劉運(yùn)杰
【申請(qǐng)人】杭州利珀科技有限公司