[发明专利]用于带钢表面检测的照明LED阵列光源的均匀优化方法

权利要求书

1.一种用于带钢表面检测的照明LED阵列光源的均匀优化方法，其特征是：

第一，设置和获取相机参数，根据现场安装光源空间得到光源最大安装尺寸长度L_max和宽度W_max，同时给出初始LED阵列计算的LED阵列间距纵列间距d和横行间距d’；

第二，通过公式（1）计算得到被测带钢表面的照度参考值；

（1）

式中：为被测物体表面照度；

为物体表面亮度；

为镜头光圈数；

为成像系统的放大倍率；

为相机在某波长处灰度值；

为相机传感器饱和电压；

为物体表面发射率；

为相机在相应波长处的辐射度；

为曝光时间；

为镜头的透射率；

以公式（1）计算所得的照度参考值与目标灰度照度参考值进行比对，如果比值小于约定值，取计算得到的灰度照度值，若比值大于等于约定值，则直接取灰度照度参考值；

第三，根据步骤一提供的光源最大安装尺寸长度L_max和宽度W_max，以及LED阵列间距纵列间距d和横行间距d’，直接计算得到LED排布数量每横行排列数量N和每纵列排列数量N’；

第四，由横纵LED排布数量N和N’根据相应公式（2）-（5）进行优化计算，纵向排布从单行等间距开始计算，中间等照度部分是否满足照度E的要求，若照度不足，增加LED行数逐一判断是否满足照度E的要求，直到行数增加至N’；

若满足照度要求进行下一步，若不满足，则修改初始设置的LED间距d和d’，重新计算横纵LED排布数量N和N’，再次按照步骤四计算照度是否满足要求，直到满足要求为止；

LED的N*M阵列的照度由单个LED照度进行叠加，用公式来表示为：

当N，M为奇数时：

（2）

当N，M为偶数时：

（3）

当N为奇数，M为偶数时：

（4）

当N为偶数，M为奇数时：

（5）

式中， ；

(x,y,z)为LED阵列排布后被测物体表面照度；

为单个LED沿光轴方向发光强度；

y为LED所在y轴向方向；

z为LED所在z轴向方向；

x为LED所在x轴向方向；

N为LED阵列的行数；

M为LED阵列的列数；

d为LED阵列间距纵列间距；

d’为LED阵列间距横行间距；

k为LED光强余弦分布修正值，通常取82；

第五，根据图像灰度变化，计算中心均匀照度区域长度是否满足被测表面照明区域，若满足直接输出结果；

若不满足，对边部非均匀区域部分的LED阵列间距d₁和d₁’进行修改，其中：d₁为边部LED阵列间距纵列间距，d₁’为边部 LED阵列间距横行间距；增加LED边部数量n₁和n₁’，其中：n₁为边部LED每横行排列数量，n₁’为边部LED每纵列排列数量；循环计算直到满足照度E的要求，输出优化结果。

2.根据权利要求1所述的用于带钢表面检测的照明LED阵列光源的均匀优化方法，其特征是：所述第二步中的约定值为20%。