[发明专利]一种3D结构光相机投影亮度控制装置

说明书

本发明提供了一种3D结构光相机投影亮度控制装置及方法，属于光电投影技术领域。本发明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。本发明还增加了电源转换模块，采用高精度的芯片，以及增加了PWM信号电平转换模块，提高了参考电压本身精度和PWM信号精度，进而提高了投影亮度的控制精度。

技术领域

本发明涉及光电投影技术领域，尤其涉及一种3D结构光相机投影亮度控制装置。

背景技术

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。

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。

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。

现有技术至少存在以下不足：

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。