[发明专利]一种用于机器视觉系统的LED光源及其控制方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种用于机器视觉系统的LED光源，本发明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。

本发明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。

本发明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：