【技术实现步骤摘要】
一种补光方法、装置和计算机可读存储介质
本专利技术涉及计算机应用技术，特别是涉及一种补光方法、装置和计算机可读存储介质。
技术介绍
目前，为了满足数字摄像法能见度测量仪均匀光源的要求，提高半导体发光二极管(LightEmittingDiode，LED)照明的均匀性，提出了一种LED照明光源均匀度设计方案。该方案中，首先对放置单颗LED的模组区域数字摄像采样，分析亮度分布特点，并拟合单颗LED亮度分布函数。以此分布函数为基础，在固定功率和尺寸下，运用多颗LED亮度叠加原理，计算不均匀度最小的LED阵列方式。在功率和均匀度固定的情况下，计算照明光源尺寸，设计相应的光学系统。在实现本专利技术过程中，通过专利技术人的研究分析发现：上述LED照明光源均匀度设计方案无法满足实际应用场景的光照需要，具体分析如下：一、上述方案在固定功率下，即在固定的发光二极管颗数下，给出了光源均匀的最佳尺寸设计。但没有考虑在该光源均匀下，其光照强度是否满足实际使用要求。然而现实中，比如装备在自动导引运输车(AGV)上的带有LED组件的摄像头...
【技术保护点】
1.一种补光方法，其特征在于，包括：/n根据预设的距离调整步长、方向角调整步长、单个LED环中的最大LED数量以及补光对象的待补光面上的采样点数量，计算每种可能的LED排列方式下所有采样点的亮度均值和亮度方差，根据所述亮度均值和所述亮度方差，选择出一个满足预设的亮度和光照均匀性要求的LED排列方式；所述LED排列方式为单个LED环或共圆心的多个LED环嵌套结构；/n利用采用所选择的LED排列方式构建的LED组件，对所述补光对象进行补光。/n
【技术特征摘要】
1.一种补光方法，其特征在于，包括：
根据预设的距离调整步长、方向角调整步长、单个LED环中的最大LED数量以及补光对象的待补光面上的采样点数量，计算每种可能的LED排列方式下所有采样点的亮度均值和亮度方差，根据所述亮度均值和所述亮度方差，选择出一个满足预设的亮度和光照均匀性要求的LED排列方式；所述LED排列方式为单个LED环或共圆心的多个LED环嵌套结构；
利用采用所选择的LED排列方式构建的LED组件，对所述补光对象进行补光。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亮度和光照均匀性要求为：
所述亮度均值大于预设的亮度阈值，且所述亮度方差为所述计算得到的所有亮度方差中的最小值；
或者，
所述亮度均值大于预设的亮度阈值，且所述亮度方差小于预设的方差阈值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述LED排列方式为：第二LED环内嵌套第一LED环且第一LED环和第二LED环共圆心的结构，并且所述亮度和光照均匀性要求为：所述亮度均值大于预设的亮度阈值，且所述亮度方差为所述计算得到的所有亮度方差中的最小值时，计算每种可能LED排列方式下所有采样点的亮度均值和亮度方差，根据所述亮度均值和所述亮度方差，选择出一个满足预设的亮度和光照均匀性要求的LED排列方式包括：
x1、初始化第一参数为预设的光照均匀性最大阈值；初始化第二参数为1，所述第二参数为第二LED环的LED数量；
x2、计算当第二LED环包含所述第二参数个均匀分布的LED时的第一坐标，所述第一坐标为第二LED环中每个LED在LED组件坐标系的坐标；
x3、初始化第三参数为1，所述第三参数为第一LED环的LED数量；
x4、初始化第四参数为预设的最小半径阈值，所述第四参数为第一LED环的半径；
x5、初始化第一角度为零度，所述第一角度为第一LED环中第一个LED的方向角；
x6、根据所述第一参数、所述第二参数、所述第一坐标、所述第三参数、所述第四参数、所述第一角度、所述距离调整步长、所述采样点数量、所述最大LED数量和所述方向角调整步长，遍历每种可能的LED排列方式，计算该方式下所有采样点的亮度均值和亮度方差，根据所述亮度均值和所述亮度方差，更新最优LED排列方式的配置参数；
x7、将最后一次更新的最优LED排列方式作为所选择的LED排列方式。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述LED组件坐标系的原点为所述第二LED环的圆心；所述LED组件坐标系的x轴方向为所述圆心指向第一LED环中第一个LED的方向；所述LED组件坐标系的y轴方向为所述x轴方向逆时针旋转90度的方向；待补光平面坐标系的x轴和y轴方向与所述LED组件坐标系的x轴和y轴方向一致，待补光平面坐标系为所述待补光面所在的平面坐标系，所述待补光平面坐标系的原点为所述待补光面的正中心；且原点连线L分别垂直于所述待补光平面坐标系的平面和所述LED组件坐标系的平面，所述L为所述待补光平面坐标系的原点和所述LED组件坐标系的原点之间的连线。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤x6包括：
a1、计算当第一LED环包含所述第三参数个均匀分布的LED时的第二坐标，所述第二坐标为第一LED环中每个LED在LED组件坐标系的坐标；
a2、采用均匀随机采样的方式，在所述待补光面上采集所述采样点数量的采样点；
a3、根据每个所述采样点在待补光平面坐标系上的坐标、所述第二坐标和所述第一坐标，计算当第一LED环包含所述第三参数个均匀分布的LED，且第二LED环包含所述第二参数个均匀分布的LED时，每个所述采样点的亮度值，并根据所述亮度值，计算所有所述采样点的亮度均值和亮度方差；
a4、如果所述亮度均值大于等于所述亮度阈值，并且所述亮度方差小于等于所述第一参数，则将所述第一参数更新为所述亮度方差，利用当前的LED排列配置参数，更新最优LED排列方式的配置参数，所述LED排列配置参数包括：所述第二参数、所述第三参数、所述第一角度、所述第四参数、所述亮度均值和所述亮度方差；
a5、将所述第一角度增加所述方向角调整步长；如果所述第一角度小于等于360与所述第二参数的比值，则执行步骤x6；否则，执行步骤a6；
a6、将所述第四参数增加所述距离调整步长；如果所述第四参数小于第二LED环的半径，则执行步骤x5；否则，执行步骤a7；
a7、将所述第三参数增加一，如果所述第三参数小于等于所述最大LED数量，则执行步骤x4；否则，执行步骤a8；
a8、将所述第二参数增加一，如果所述第二参数小于等于所述最大LED数量，则返回步骤x2；否则，执行步骤x7。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤a2包括：
采用均匀随机采样的方式，在待补光平面坐标系的x轴和y轴方向上分别采样第一数量和第二数量个点，将所述第一数量个点对应的每个x轴坐标与所述第二数量个点对应的所有y轴坐标分别进行一一组合，得到所述待补光平面坐标系上每个采样点的坐标，其中，第一数量与第二数量的比值与所述待补光面的长度与宽度的比值相同，所述x轴坐标的取值范围为[-la/2,la/2]，所述y轴坐标的取值范围为[-lb/2,lb/2],la为所述待补光面的长度，lb为所述待补光面的宽度。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述LED排列方式为：第一LED环内嵌套第二LED环且第一LED环和第二LED环共圆心的结构，并且所述亮度和光照均匀性要求为：所述亮度均值大于预设的亮度阈值，且所述亮度方差小于预设的方差阈值时，所述对于每种可能的LED排列方式，计算该LED排列方式下所有采样点的亮度均值和亮度方差，根据所述亮度均值和所述亮度方差，选择出一个满足预设的亮度和光照均匀性要求的LED排列方式包括：
y1、初始化第一参数为预设的光照均匀性最大阈值；初始化第二参数为1，所述第二参数为第二LED环的LED数量；
y2、计算当第二LED环包含所述第二参数个均匀分布的LED时的第一坐标，所述第一坐标为第二LED环中每个LED在LED组件坐标系的坐标；
y3、初始化第三参数为1，所述第三参数为第一LED环的LED数量；
y4、初始化第四参数为预设的最小半径阈值，所述第四参数为第一LED环的半径；
y5、初始化第一角度为零度，所述第一角度为第一LED环中第一个LED的方向角；
y6、根据所述第一参数、所述第二参数、所述第一坐标、所述第三参数、所述第四参数、所述第一角度、所述距离调整步长、所述采样点数量、所述最大LED数量和所述方向角调整步长，遍历每种可能的LED排列方式，计算该方式下所有采样点的亮度均值和亮度方差，根据所述亮度均值和所述亮度方差，确定候选LED排列方式的配置参数；
y7、根据所述候选LED排列方式的配置参数，从所有所述候选LED排列方式中，筛选出所包含的LED数量最少的一个LED排列方式，作为所选择的LED排列方式。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述LED组件坐标系的原点为所述第二LED环的圆心；所述LED组件坐标系的x轴方向为所述圆心指向第一LED环中第一个LED的方向；所述LED组件坐标系的y轴方向为所述x轴方向逆时针旋转90度的方向；待补光平面坐标系的x轴和y轴方向与所述LED组件坐标系的x轴和y轴方向一致，待补光平面坐标系为所述待补光面所在的平面坐标系，所述待补光平面坐标系的原点为所述待补光面的正中心；且原点连线L分别垂直于所述待补光平面坐标系的平面和所述LED组件坐标系的平面，所述L为所述待补光平面坐标系的原点和所述LED组件坐标系的原点之间的连线。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤y6包括：
b1、计算当第一LED环包含所述第三参数个均匀分布的LED时的第二坐标，所述第二坐标为第一LED环中每个LED在LED组件坐标系的坐标；
b2、采用均匀随机采样的方式，在所述待补光面上采集所述采样点数量的采样点；
b3、根据每个所述采样点在待补光平面坐标系上的坐标、所述第二坐标和所述第一坐标，计算当第一LED环包含所述第三参数个均匀分布的LED，且第二LED环包含所述第二参数个均匀分布的LED时，每个所述采样点的亮度值，并根据所述亮度值，计算所有所述采样点的亮度均值和亮度方差；
b4、如果所述亮度均值大于等于所述亮度阈值，并且所述亮度方差小于等于所述方差阈值，则将当前的LED排列配置参数确定为候选LED排列方式的配置参数，所述LED排列配置参数包括：所述第二参数、所述第三参数、所述第一角度、所述第四参数、所述亮度均值和所述亮度方差；
b5、将所述第一角度增加所述方向角调整步长；如果所述第一角度小于等于360与所述第二参数的比值，则执行步骤y6；否则，执行步骤b6；
b6、将所述第四参数增加所述距离调整步长；如果第四参数小于第二LED环的半径，则执行步骤y5；否则，执行步骤b7；
b7、将所述第三参数增加一，如果所述第三参数小于等于所述最大LED数量，则执行步骤y4；否则，执行步骤b8；
b8、将所述第二参数增加一，如果所述第二参数小于等于所述最大LED数量，则返回步骤y2；否则，执行步骤y7。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤b2包括：
采用均匀随机采样的方式，在待补光平面坐标系的x轴和y轴方向上分别采样第一数量和第二数量个点，将所述第一数量个点对应的每个x轴坐标与所述第二数量个点对应的所有y轴坐标分别进行一一组合，得到所述待补光平面坐标系上每个采样点的坐标，其中，第一数量与第二数量的比值与所述待补光面的长度与宽度的比值相同，所述x轴坐标的取值范围为[-la/2,la/2]，所述y轴坐标的取值范围为[-lb/2,lb/2],la为所述待补光面的长度，lb为所述待补光面的宽度。
11.一种补光装置，其特征在于，包括：
LED排列方式选择模块，用于根据预设的距离调整步长、方向角调整步长、单个LED环中的最大LED数量以及补光对象的待补光面上的采样点数量，计算每种可能的LED排列方式下所有采样点的亮度均值和亮度方差，根据所述亮度均值和所述亮度方差，选择出一...
【专利技术属性】
技术研发人员：余卫勇，高坡，马晓辉，
申请(专利权)人：北京京东尚科信息技术有限公司，北京京东世纪贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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