[发明专利]一种基于CMOS图像传感器的光斑捕获系统和方法

权利要求书

1.一种基于CMOS图像传感器的光斑捕获系统，其特征在于，包括光学单元、CMOS图像传感器、校正单元、控制单元和执行单元，所述CMOS图像传感器分别与所述光学单元和所述校正单元连接，所述控制单元分别与所述校正单元和所述执行单元连接；

其中，所述光学单元用于接收激光信号；

所述CMOS图像传感器用于感应所述激光信号，输出灰度值模拟信号；

所述校正单元用于校正所述灰度值模拟信号，输出灰度值校正信号；

所述控制单元用于根据所述灰度值校正信号获取光斑位置误差，并根据所述光斑位置误差生成控制信号；

所述执行单元用于根据所述控制信号调节所述光学单元的接收角度；

其中，所述校正单元具体用于基于预设校正参数，通过两点校正算法或单点校正算法对所述灰度值模拟信号进行校正，输出所述灰度值校正信号；所述CMOS图像传感器上划分有若干个像素点，激光信号照射在CMOS图像传感器上形成光斑，CMOS图像传感器上任一像素点产生该像素点对应的光斑的灰度值模拟信号；所述预设校正参数是根据CMOS图像传感器的非均匀性预先设置的用于进行灰度值模拟信号校正的校正参数；设置有预设灰度阈值用于衡量光斑捕获是否完成；根据调节接收角度后的光学单元接收到激光信号对应的灰度值数字信号重新判断光斑捕获是否完成。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述校正单元还用于根据第一灰度值模拟信号和/或第二灰度值模拟信号获取预设校正参数；

其中，第一灰度值模拟信号是所述CMOS图像传感器感应第一激光信号输出的灰度值模拟信号，第二灰度值模拟信号是所述CMOS图像传感器感应第二激光信号输出的灰度值模拟信号，所述第一激光信号的入射辐照度与所述第二激光信号的入射辐照度不同。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述控制单元包括模数转换子单元、光斑位置误差计算子单元和电机控制子单元，所述光斑位置误差计算子单元分别与所述模数转换子单元和所述电机控制子单元连接；

其中，所述模数转换子单元用于将所述灰度值校正信号转换为灰度值数字信号；

所述光斑位置误差计算子单元用于根据所述灰度值数字信号计算所述激光信号的光斑中心，并将所述光斑中心与定标光斑中心相减得到所述光斑位置误差；

所述电机控制子单元用于根据所述光斑位置误差生成所述控制信号。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述执行单元包括驱动子单元和执行电机，所述驱动子单元和所述执行电机连接；

其中，驱动子单元用于根据所述控制信号生成驱动信号；

所述执行电机用于根据所述驱动信号进行动作，以调节所述光学单元的接收角度。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述光斑位置误差计算子单元包括光斑中心计算模块；

所述光斑中心计算模块基于质心算法，根据所述灰度值数字信号计算所述激光信号的光斑中心。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制单元还包括捕获判断子单元，所述捕获判断子单元与所述模数转换子单元连接；

所述捕获判断子单元用于当所述灰度值数字信号大于等于预设灰度阈值时，确认光斑捕获完成。