一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统和方法，所述系统包括用于检测待测物体的色彩和亮度信息的检测模块，用于根据所述待测物体的色彩和亮度信息对光源组件模块进行控制的光源控制器模块，以及用于提供光源的光源组件模块；其中，所述光源控制器模块包括用于进行处理和控制的主控芯片单元，用于进行色彩控制的色彩自动配色单元，用于进行亮度控制的亮度控制单元，以及用于驱动所述光源组件模块的LED驱动单元。本发明专利技术提供的一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统和方法光源可以跟随被测物，自动匹配最佳色彩及亮度，突出被测物采集图像的对比度，便于图像处理，方便适应各种不同场合机器视觉的光源需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测系统领域，特别涉及一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统和方法。
技术介绍
机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断，即通过机器视觉装置(即图像摄取装置)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。机器视觉的核心是图像的采集和处理，所有信息均来源于图像之中，图像本身的质量对整个视觉系统极为关键。光源则是影响机器视觉系统图像水平的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和应用效果。光源起到的作用就是获得对比鲜明的图像。图像的质量好坏，也就是看图像边缘是否锐利，具体来说：将感兴趣部分和其他部分的灰度值差异加大，尽量消除不感兴趣部分；提高信噪比，利于图像处理；减小因材质、照射角度对成像的影响。目前最常用的光源是LED光源。当前市场上的视觉检测大多采用单一颜色的光源，这样的光源往往只能满足一种特定环境的视觉检测，不能够全方位的适应所有的视觉检测对象上。通常，包装设备生产的产品的外观颜色往往随品牌、种类的不同而发生变化。机器视觉检测部分采集的有效的图像就会因外观颜色的变化，导致图像对比区分度发生变化，图像算法处理造成难度大，检测效率低。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术专利目的在于设计了一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统和方法，光源可以跟随被测物，自动匹配最佳色彩及亮度，突出被测物采集图像的对比度，便于图像处理，方便适应各种不同场合机器视觉的光源需求。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统，所述系统包括：用于检测待测物体的色彩和亮度信息的检测模块，用于根据所述待测物体的色彩和亮度信息对光源组件模块进行控制的光源控制器模块，以及用于提供光源的光源组件模块；其中，所述光源控制器模块包括用于进行处理和控制的主控芯片单元，用于进行色彩控制的色彩自动配色单元，用于进行亮度控制的亮度控制单元，以及用于驱动所述光源组件模块的LED驱动单元。进一步，本专利技术所述系统还包括用于对所述光源控制器模块进行参数设置的上位机。进一步，本专利技术所述光源控制器模块还包括用于与所述上位机进行通信的RS485通信单元，用于接收外部信号的外部触发信号单元，用于利用按键进行调节的按键输入单元，用于显示当前颜色和亮度的数码管显示单元，以及电源转换单元和掉电保持单元。进一步，本专利技术所述主控芯片单元采用ST公司的基于Cortex-M3系列的32位单片机。进一步，本专利技术所述LED驱动单元为R/G/B/W四路LED驱动，采用LED恒流驱动，通过DAC模数转换芯片控制驱动电流。进一步，本专利技术所述光源组件模块采用RGB三基色加上白色共四种色彩的集成式LED构成。本专利技术还提供一种应用于视觉检测的多色光源自动调节方法，包括：检测待测物体的色彩和亮度信息；光源控制器模块根据所述待测物体的色彩和亮度信息，自动匹配最佳色彩及亮度，对光源组件进行调节和控制；其中，所述光源控制器模块包括主控芯片单元、色彩自动配色单元、亮度控制单元和LED驱动单元，所述主控芯片单元用于进行处理和控制，所述色彩自动配色单元用于进行色彩控制，所述亮度控制单元用于进行亮度控制，所述LED驱动单元用于驱动光源组件。进一步，本专利技术所述方法进一步包括：通过上位机设置光源组件的色彩和亮度参数，所述光源控制器模块根据所述设置的色彩和亮度参数对所述光源组件进行调节和控制。附图说明以下参照附图对本专利技术实施例作进一步说明，其中：图1是本专利技术一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统的模块图；图2是本专利技术一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统的光源控制器模块的模块图；图3是本专利技术一种应用于视觉检测的多色光源自动调节方法的流程图；图4是本专利技术一种应用于视觉检测的多色光源自动调节方法的实施例流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提出了本专利技术提供一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统，光源可以跟随被测物，自动匹配最佳色彩及亮度，突出被测物采集图像的对比度，便于图像处理。请参阅图1-图2，包括：上位机、检测模块、光源控制器模块和光源组件模块。上位机用于对所述光源控制器模块进行参数设置，检测模块用于检测待测物体的色彩和亮度信息，光源控制器模块用于控制光源组件色彩、亮度及外部逻辑信号的处理，光源组件模块用于提供光源。所述光源控制器模块包括主控芯片单元、色彩自动配色单元、亮度控制单元、LED驱动单元、RS485通信单元、外部触发信号单元、按键输入单元、数码管显示单元、电源转换单元和掉电保持单元。主控芯片单元用于进行处理和控制，色彩自动配色单元用于进行色彩控制，亮度控制单元用于进行亮度控制，LED驱动单元用于驱动所述光源组件模块，RS485通信单元用于与所述上位机进行通信，外部触发信号单元用于接收外部信号，按键输入单元用于利用按键进行调节，数码管显示单元用于显示当前颜色和亮度，以及电源转换单元和掉电保持单元。主控芯片单元采用性能优良的ST公司的基于Cortex-M3的32位单片机，LED驱动单元为R/G/B/W四路LED驱动，采用LED恒流驱动，通过DAC模数转换芯片控制驱动电流，每个通道单独可调，具有256级精度变化，可对光源亮度精确控制；通过RS485通信单元与上位机进行通信，方便快速对光源色彩及亮度进行设置，也可利用按键进行调节，在数码管显示上直观的显示当前颜色或者亮度；外部触发高低电平可选，采用高速光耦隔离，响应迅速，可靠性高；具有256*8Bit掉电记忆，上电后自动显示前次关机内容。LED驱动单元可以使各色LED在恒定电流下工作，从而保证光源发光的稳定性及减小LED的衰减，保证LED灯珠的使用寿命；同时稳定的光源可以保证机器视觉图像采集的成像质量，保证被测物与背景环境之间的对比度，方便后续的图像处理质量效果。外部触发高低电平可选，模块采用高速光耦隔离，同时可以设置成上升沿触发、下降沿触发或者常亮模式，高速光耦响应迅速，频闪持续点亮时间可以设置成0.1～20ms,用于匹配相机曝光时间，可以最大限度降低LED点亮时间，延长其使用寿命。光源控制器单元中的电源转换单元将24V电源降压转换成5V和3.3V，以提供控制系统中各个模块安全稳定的工作电源，保证系统正常稳定运行。掉电保持单元保存了系统各项运行参数，包括多个子程序中对应的色彩及亮度参数；在上电时，程序调用这些参数对系统色彩调配模块及亮度调节模块进行初始化设定。所述光源组件模块采用RGB三基色加上白色共四种色彩的集成式LED构成。本专利技术还提供一种应用于视觉检测的多色光源自动调节方法，请参阅图3，包括：检测待测物体的色彩和亮度信息；光源控制器模块根据所述待测物体的色彩和亮度信息，自动匹配最佳色彩及亮度，对光源组件进行调节和控制；其中，所述光源控制器模块包括主控芯片单元、色彩自动配色单元、亮度控制单元和LED驱动单元，所述主控芯片单元用于进行处理和控制，所述色彩自动配色单元用于进行色彩控制，所述亮度控制单元用于进行亮度控制，所述LED驱动单元用于驱动光源组件。所述方法进一步包括：通过上位机设置光源组件的色彩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统，其特征在于，所述系统包括：用于检测待测物体的色彩和亮度信息的检测模块，用于根据所述待测物体的色彩和亮度信息对光源组件模块进行控制的光源控制器模块，以及用于提供光源的光源组件模块；其中，所述光源控制器模块包括用于进行处理和控制的主控芯片单元，用于进行色彩控制的色彩自动配色单元，用于进行亮度控制的亮度控制单元，以及用于驱动所述光源组件模块的LED驱动单元。

【技术特征摘要】
1.一种应用于视觉检测的多色光源自动调节系统，其特征在于，所述系统包括：用于检测待测物体的色彩和亮度信息的检测模块，用于根据所述待测物体的色彩和亮度信息对光源组件模块进行控制的光源控制器模块，以及用于提供光源的光源组件模块；其中，所述光源控制器模块包括用于进行处理和控制的主控芯片单元，用于进行色彩控制的色彩自动配色单元，用于进行亮度控制的亮度控制单元，以及用于驱动所述光源组件模块的LED驱动单元。2.根据权利要求1所述的应用于视觉检测的多色光源自动调节系统，其特征在于，所述系统还包括用于对所述光源控制器模块进行参数设置的上位机。3.根据权利要求2所述的应用于视觉检测的多色光源自动调节系统，其特征在于，所述光源控制器模块还包括用于与所述上位机进行通信的RS485通信单元，用于接收外部信号的外部触发信号单元，用于利用按键进行调节的按键输入单元，用于显示当前颜色和亮度的数码管显示单元，以及电源转换单元和掉电保持单元。4.根据权利要求1所述的应用于视觉检测的多色光源自动调节系统，其特征在于，所述主控芯片单元采用ST公司的基于Cortex-M3系列的32位单片机...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚国明，朱艳华，赵雷，李庆，蓝健，陈曦，
申请(专利权)人：深圳市联君科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44