一种用于机器视觉系统的LED光源及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于机器视觉系统的LED光源及其控制方法，该LED光源包括环形底板、单片机以及高度测量传感器，环形底板上均匀地设有多个沿径向的传动轨道，传动轨道上设有LED模组以及用于带动LED模组沿传动轨道移动的传动部件，高度测量传感器安装在环形底板的一侧，单片机用于根据高度测量传感器所采集的距离值控制多个传动部件的动作进而调节多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径。本发明专利技术可通过采集LED光源与照射面的距离值后，控制传动部件的动作从而调节多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径，从而在不同高度照明的情况下，实现均匀照明，使得机器视觉系统采集到视觉效果较好的图像，可广泛应用于机器视觉系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种用于机器视觉系统的LED光源及其控制方法
本专利技术涉及机器视觉的光源领域，特别是涉及一种用于机器视觉系统的LED光源及其控制方法。
技术介绍
机器视觉技术主要是用计算机来模拟人类的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。由于机器视觉是用机器来取代人眼来观察和判断，所以常用于大批量生产过程的产品质量检测，不适合人的危险环境和人眼视觉难以满足的场合。而且机器视觉大大提高检测的精度和速度，避免的人眼观察带来的偏差和误差。因此，机器视觉在各个领域得到很广泛的应用，如航空航天、工业、军事、民用等等领域。机器视觉系统的输入端口一般都是图像采集系统，例如工业相机。采集到一个视觉效果好，对比度大的图像可以大大减少后期的图像处理工作量。照明系统是决定所采集图像的质量的重要因素。目前，市面上应用于机器视觉系统的照明光源一般是环形照明光源，这些环形照明光源基本都是固定直径的，即光源的直径是不可变的。对于目前的这种环形照明光源来说，如果要维持均匀的照明效果，就只能在一个比较小的高度变化范围内移动。机器视觉系统对不同特征进行检测，一般需要不同高度的照明光线，即需要光线从不同方向入射。因此，当为了满足机器视觉系统的检测要求，对环形照明光源的高度进行调节时，往往会得到照射不均匀的效果，导致所采集图像的视觉效果较差。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种用于机器视觉系统的LED光源，本专利技术的另一目的是提供一种用于机器视觉系统的LED光源的控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于机器视觉系统的LED光源，包括环形底板、单片机以及用于采集LED光源与照射面的距离值的高度测量传感器，所述环形底板上均匀地设有多个沿径向的传动轨道，所述传动轨道上设有LED模组以及用于带动LED模组沿传动轨道移动的传动部件，所述高度测量传感器安装在环形底板的一侧，所述单片机用于根据高度测量传感器所采集的距离值控制多个传动部件的动作进而调节多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径。进一步，所述环形底板在每个传动轨道的靠近环形底板的中心的末端设有固定支撑座，所述传动部件与固定支撑座连接，所述传动部件包括电机、电机支撑座、联轴器、丝杆、滑块轨道以及可在滑块轨道上滑动的滑块，所述电机支撑座和滑块轨道均安装在环形底板上，所述电机安装在电机支撑座上，所述丝杆的一端通过联轴器与电机连接，所述丝杆的另一端与固定支撑座连接，所述滑块套设在丝杆上，所述LED模组与滑块连接，多个传动部件的电机之间并联地与单片机连接且运动一致。进一步，所述滑块的两侧均设有用于带动滑块在滑块轨道上滑动的滑轮。进一步，所述环形底板在每个丝杆的两端的下方均安装有用于对滑块进行限位的行程开关。进一步，所述LED模组包括LED基板、LED矩形阵列和漫射罩，所述LED矩形阵列和漫射罩依次安装在LED基板上，所述LED基板倒置安装在传动部件上。进一步，还包括外壳，所述外壳在正对环形底板的中心开口的位置设有与该中心开口相同尺寸的中心孔。进一步，所述单片机根据下式调节多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径：上式中，r表示多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径的调节值，h表示高度测量传感器所采集的距离值，r1表示当前时刻LED模组组成的圆形光源阵列的最佳照明半径，m表示与LED模组的发光特性相关的系数，r0表示当前时刻LED模组组成的圆形光源阵列的照明半径。本专利技术解决其技术问题所采用的另一技术方案是：一种用于机器视觉系统的LED光源的控制方法，包括：S1、实时采用高度测量传感器采集LED光源距离照射面的距离值；S2、根据高度测量传感器所采集的距离值计算LED模组组成的圆形光源阵列的最佳照明半径；S3、获取当前时刻LED模组组成的圆形光源阵列的照明半径后，计算获得LED模组的移动位移；S4、根据计算获得的移动位移控制多个传动部件的动作从而带动LED模组进行移动。进一步，所述步骤S2，其具体为：结合下式，根据高度测量传感器所采集的距离值计算LED模组组成的圆形光源阵列的最佳照明半径：上式中，h表示高度测量传感器所采集的距离值，r1表示当前时刻LED模组组成的圆形光源阵列的最佳照明半径，m表示与LED模组的发光特性相关的系数。进一步，所述步骤S3，其具体为：获取LED模组组成的圆形光源阵列的初始照明半径后，根据下式计算获得LED模组的移动位移r：r＝r1-r0上式中，r1表示当前时刻LED模组组成的圆形光源阵列的最佳照明半径，r0表示当前时刻LED模组组成的圆形光源阵列的照明半径。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种用于机器视觉系统的LED光源，包括环形底板、单片机以及用于采集LED光源与照射面的距离值的高度测量传感器，所述环形底板上均匀地设有多个沿径向的传动轨道，所述传动轨道上设有LED模组以及用于带动LED模组沿传动轨道移动的传动部件，所述高度测量传感器安装在环形底板的一侧，所述单片机用于根据高度测量传感器所采集的距离值控制多个传动部件的动作进而调节多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径。本LED光源可通过采集LED光源与照射面的距离值后，控制传动部件的动作从而调节多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径，从而在改变入射光线的方向即不同高度照明的情况下，也能实现均匀照明，可以使得机器视觉系统采集到视觉效果较好的图像。本LED光源结构简单且调节方便。另外，本LED光源的各LED模组均设有漫射罩，可以使得光线在空间分布更加均匀，照射效果更均匀。本专利技术的另一有益效果是：一种用于机器视觉系统的LED光源的控制方法，包括：S1、实时采用高度测量传感器采集LED光源距离照射面的距离值；S2、根据高度测量传感器所采集的距离值计算LED模组组成的圆形光源阵列的最佳照明半径；S3、获取当前时刻LED模组组成的圆形光源阵列的照明半径后，计算获得LED模组的移动位移；S4、根据计算获得的移动位移控制多个传动部件的动作从而带动LED模组进行移动。本控制方法可通过采集LED光源与照射面的距离值后，控制传动部件的动作从而调节多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径，从而在改变入射光线的方向即不同高度照明的情况下，也能实现均匀照明，可以使得机器视觉系统采集到视觉效果较好的图像。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的一种用于机器视觉系统的LED光源的第一立体结构示意图；图2是本专利技术的一种用于机器视觉系统的LED光源的第二立体结构示意图；图3是本专利技术的一种用于机器视觉系统的LED光源的内部结构示意图；图4是本专利技术的一种用于机器视觉系统的LED光源的外壳的结构示意图；图5是本专利技术的一具体实施例所建立的笛卡尔坐标系的示意图；图6是本专利技术的一具体实施例中LED光源照明高度为140mm时，照射面的照度分布图；图7是图6中的直线x＝0处的照度曲线图。具体实施方式参照图1和图2，本专利技术提供了一种用于机器视觉系统的LED光源，包括环形底板1、单片机以及用于采集LED光源与照射面的距离值的高度测量传感器21，所述环形底板1上均匀地设有多个沿径向的传动轨道16，所述传动轨道16上设有LED模组以及用于带动LED模组沿传动轨道16移动的传动部件，所述高度测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机器视觉系统的LED光源，其特征在于，包括环形底板(1)、单片机以及用于采集LED光源与照射面的距离值的高度测量传感器(21)，所述环形底板(1)上均匀地设有多个沿径向的传动轨道(16)，所述传动轨道(16)上设有LED模组以及用于带动LED模组沿传动轨道(16)移动的传动部件，所述高度测量传感器(21)安装在环形底板(1)的一侧，所述单片机用于根据高度测量传感器(21)所采集的距离值控制多个传动部件的动作进而调节多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径。

【技术特征摘要】
1.一种用于机器视觉系统的LED光源，其特征在于，包括环形底板(1)、单片机以及用于采集LED光源与照射面的距离值的高度测量传感器(21)，所述环形底板(1)上均匀地设有多个沿径向的传动轨道(16)，所述传动轨道(16)上设有LED模组以及用于带动LED模组沿传动轨道(16)移动的传动部件，所述高度测量传感器(21)安装在环形底板(1)的一侧，所述单片机用于根据高度测量传感器(21)所采集的距离值控制多个传动部件的动作进而调节多个LED模组组成的圆形光源阵列的半径；所述LED模组包括LED基板(6)、LED矩形阵列(8)和漫射罩(14)，所述LED矩形阵列(8)和漫射罩(14)依次安装在LED基板(6)上，所述LED基板(6)倒置安装在传动部件上；所述环形底板(1)在每个传动轨道(16)的靠近环形底板(1)的中心的末端设有固定支撑座(2)，所述传动部件与固定支撑座(2)连接，所述传动部件包括电机(11)、电机支撑座(13)、联轴器(10)、丝杆(9)、滑块轨道(3)以及可在滑块轨道(3)上滑动的滑块(4)，所述电机支撑座(13)和滑块轨道(3)均安装在环形底板(1)上，所述电机(11)安装在电机支撑座(13)上，所述丝杆(9)的一端通过联轴器(10)与电机(11)连接，所述丝杆(9)的另一端与固定支撑座(2)连接，所述滑块(4)套设在丝杆(9)上，所述LED模组与滑块(4)连接，多个传动部件的电机(11)之间并联地与单片机连接且运动一致。2.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉系统的LED光源，其特征在于，所述滑块(4)的两侧均设有用于带动滑块(4)在滑块轨道(3)上滑动的滑轮(5)。3.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉系统的LED光源，其特征在于，所述环形底板(1)在每个丝杆(9)的两端的下方均安装有用于对滑块(4)进行限位的行程开关(20)。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于机器视觉系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新度，林家平，陈新，王晗，王素娟，高健，杨志军，吴磊，骆伟岸，罗迪，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44