一种3D结构光相机投影亮度控制方法技术

本发明专利技术提供了一种3D结构光相机投影亮度控制方法，属于光电投影技术领域。本发明专利技术通过利用基本源相机，确定标准灰度参考值，并对待调节亮度的相机亮度从初始亮度值开始调节，直至亮度对应的灰度值达到标准灰度参考值，根据此时待调节亮度相机的灰度值对应的亮度值和基本源相机达到灰度参考值时的亮度值，确定投影亮度校正系数，每次调节亮度时，都将设定亮度值乘以投影亮度校正系数作为实际亮度值。该方法实现了不同LED的亮度设置达到同一亮度值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
一种3D结构光相机投影亮度控制方法
[0001]本专利技术是2020年8月26日提交中国国家知识产权局，申请号为202010867807.0、专利技术名称为“一种3D结构光相机投影亮度控制装置及方法”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及光电投影
，尤其涉及一种3D结构光相机投影亮度控制方法。

技术介绍

[0003]工业3D结构光相机是一种高精度三维测量系统，其核心部件投影光机的投影亮度的一致性和精确度直接影响物体测量精度。传统的工业3D结构光相机投影的亮度控制通常使用PWM动态调节电源芯片的VSENSE管脚电压实现电流的控制，但是PWM信号和参考电压本身的精度很难保证，其次，因为制造工艺的问题，不同的LED灯在相同供电电流下，其亮度也是有差异的，所以很难保证投影亮度的精确控制。
[0004]在中国专利文献CN110996086A中，公开了一种投影亮度的调节方法及相关装置，该方法包括以下步骤：关闭所述摄像头的白平衡功能，获取投影设备所处环境的环境图像；计算所述环境图像的灰度值；根据所述灰度值与预设的灰度值与投影亮度对应关系，确定投影亮度值；计算所述投影亮度值与当前投影亮度值的差值；判断所述差值是否位于允许误差范围内；若否，则根据所述投影亮度值调节投影亮度；若是，则不作处理。根据所述投影亮度值调节投影亮度。其中，灰度值与投影亮度对应关系的建立包括：在投影画面无亮度的情况下，控制环境亮度逐渐变化；在环境亮度逐渐变化的过程中，拍摄得到不同环境亮度下的包括所述投影画面的图像，并利用照度计测量得到各环境亮度的亮度值；从所述图像中去除所述投影画面后，计算所述图像中剩余区域的灰度值，并根据所述灰度值与所述亮度值拟合得到灰度值与环境亮度的对应关系；调节投影亮度，并利用照度计测量得到不同投影亮度下的环境亮度值，并根据所述投影亮度与所述环境亮度值拟合得到投影亮度与环境亮度的对应关系；根据所述灰度值与环境亮度的对应关系以及所述投影亮度与环境亮度的对应关系得到所述灰度值与投影亮度对应关系。该方法预设灰度值与投影亮度的对应关系，根据环境图像灰度值及上述灰度值与投影亮度的对应关系确定投影亮度，如果当前亮度与确定的投影亮度的差值超过允许误差范围，则根据确定的投影亮度调节投影亮度，实现了对投影亮度的自动调节。但是该方法用于消费级投影，主要目的是根据不同的应用环境光场景，自动调节投影的亮度，以达到人眼最佳的亮度要求，无法解决结构光投影中因电压精度问题带来的投影亮度的精确度问题和不同LED灯亮度在相同供电电流情况下亮度的差异问题。
[0005]在中国专利文献CN107728413A中，公开了一种投影系统及应用于投影系统的亮度调节方法，该亮度调节方法包括：获取所述投影系统待投影的投影亮度；获取所述待投影的投影亮度对应的各颜色光强度的预设占比；依照所述各颜色光强度的预设占比及所述输入图像数据生成各颜色光调制信号；将所述各颜色光调制信号输入到所述投影系统的光阀，所述光阀依据所述各颜色光调制信号在所述发光装置出射相应颜色光的时段内进行图像
调制，以使所述投影系统实际投影画面的各颜色光强度的占比等于所述各颜色光强度的预设占比，其中获取待投影的投影亮度的步骤包括：检测环境光强度；获取所述环境光强度对应的预设投影亮度作为所述待投影的投影亮度。该方法根据环境光强度设定待投影亮度，并根据颜色光强度预设占比，使所述投影系统实际投影画面的各颜色光强度的占比等于所述各颜色光强度的预设占比，使投影光的强度符合需要调节的亮度。该方法将环境光强度对应的预设投影亮度即作为待投影亮度，缺乏准确性。该方案无法解决结构光投影中因电压精度问题带来的投影亮度的精确度问题和不同LED灯亮度在相同供电电流情况下亮度的差异问题。
[0006]现有技术至少存在以下不足：
[0007]1.亮度与灰度的对应关系需要通过投影亮度和环境亮度拟合得到，获取过程复杂。
[0008]2.每次亮度调节，都需要进行误差判断，之后再进行调节，如不超允许误差范围，则不调整，因此带来亮度不准确。
[0009]3.不同LED灯在相同供电电流情况下的亮度存在差异。
[0010]4.亮度控制通过PWM动态调节电源芯片的VSENSE管脚电压实现电流的控制，但是PWM信号和参考电压本身的精度很难保证。

技术实现思路

[0011]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种3D结构光相机投影亮度控制装置及方法。该装置包括PWM调节装置，PWM调节装置包括DC电源基础模块、电源转换模块和PWM信号电平转换模块；电源转换模块包括型号为MAX6070的DC
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DC电源转换芯片，可以提供精度在
±
0.04％以内的电压，作为参考电压；PWM信号电平转换模块包括两个MOS管，一个为N型，一个为P型；PWM信号电平转换模块中的P型MOS管的源极由所述电源转换模块供电，使PWM信号电平转换模块的输出精度达到所述电源转换模块输出电压的精度。本专利技术的投影亮度控制装置提高了参考电压本身精度和PWM信号精度。本专利技术提供的3D结构光相机投影亮度控制方法，通过利用基本源相机，确定标准灰度参考值，并对待调节亮度的相机将当前投影的亮度值从初始亮度值开始调节，直至亮度值对应的灰度值达到标准灰度参考值，根据此时待调节亮度相机的灰度值对应的亮度值和基本源相机达到灰度参考值时的亮度值，确定投影亮度校正系数，每次调节亮度时，都根据待设定亮度值和投影亮度校正系数确定最终设定的亮度值，将最终设定的亮度值作为投影的实际亮度值。该方法实现了不同LED的亮度设置达到同一亮度值。
[0012]本专利技术提供了一种3D结构光相机投影亮度控制装置，包括DC电源基础模块，所述DC电源基础模块包括开关电源模块、电感电容储能电路、电流采样电阻电路和VSENSE电压反馈电路，用于产生恒定的电流，还包括：
[0013]PWM调节装置；
[0014]所述PWM调节装置包括电源转换模块和PWM信号电平转换模块；
[0015]所述PWM信号电平转换模块包括第一MOS管Q17和第二MOS管Q18，通过第一MOS管和第二MOSQ18的开关对输入的PWM信号进行电平转换；
[0016]所述第一MOS管Q17为NMOS管，所述第二MOS管Q18为PMOS管；
[0017]所述电源转换模块包括DC
‑
DC电源转换芯片；
[0018]所述PWM信号电平转换模块由所述电源转换模块的输出供电，以使得所述PWM信号电平转换模块的输出方波的高电平为所述电源转换模块提供的电压值；
[0019]所述PWM信号电平转换模块的输出经过第一RC滤波电路后再进行分压，所述电源转换模块的输出经过分压，所述PWM信号电平转换模块分压后的输出端、所述电源转换模块分压后的输出端与所述DC电源基础模块中第八电阻R165的一端连接后，接入所述DC电源基础模块中的降压芯片的VSENSE端口。
[0020]优选地，所述PWM信号电平转换模块中第一MOS管Q17的源极与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D结构光相机投影亮度控制方法，所述3D结构光相机包括2D相机和投影仪，其特征在于，包括如下步骤：将当前投影的亮度值设置为初始亮度值；用2D相机采集当前投影的亮度值对应的投影的灰度值；判断当前投影的亮度值对应的投影的灰度值是否达到由基准源相机确定的标准灰度参考值Y：若当前投影的亮度值对应的投影的灰度值未达到标准灰度参考值Y，则将当前投影的亮度值增加预设亮度调节步长，用2D相机采集当前投影的亮度值对应的投影的灰度值；重复进行上述判断，直至当前投影的亮度值对应的投影的灰度值达到标准灰度参考值Y；记录当前投影的亮度值Z；计算投影亮度校正系数，所述投影亮度校正系数根据标准投影亮度值X和所述投影达到标准灰度参考值时所对应的投影的亮度值Z确定，所述标准投影亮度值X为基准源相机确定标准灰度参考值Y时所对应的投影的亮度值；根据待设置的投影的亮度值和投影亮度校正系数得到最终设置的投影的亮度值；将最终设置的投影的亮度值设置为投影的实际亮度值。2.根据权利要求1所述的投影亮度控制方法，其特征在于，所述标准灰度参考值通过下面方法获得：选择一台3D结构光相机做为基准源相机；使基准源相机的投影仪投出一张具有预设灰度值的灰度图片；...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷习全，汪雪林，顾庆毅，
申请(专利权)人：苏州中科全象智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：