[发明专利]具有智能化可调光源的视觉采集方法和装置

权利要求书

1.一种具有智能化可调光源的视觉采集装置，其特征在于，包括光源、摄像机和控制器，其中

所述光源包括发光器、灯罩、透光镜片和调光组件，所述透光镜片安装在灯罩表面，所述发光器和调光组件安装在灯罩内；

所述摄像机包括摄像头和焦距调节机构，所述摄像头与所述透光镜片位于同一平面，

所述控制器包括微处理器、执行器和测距仪，测距仪用于测量摄像头与成像物体的距离，微处理器通过执行器控制焦距调节机构进行焦距调节；且微处理器通过执行器控制调光组件调整照射范围；

所述控制器连接有亮度传感器，所述亮度传感器用于测量环境亮度，控制器根据环境亮度通过执行器对光源的亮度进行调节；

所述控制器设有亮度计，所述亮度计测量照射范围内各点的亮度；所述发光器包括环形基板和多个LED灯珠，所述LED灯珠均匀间隔安装在环形基板上，所述控制器采用以下公式计算发光器LED灯珠的功率：

上式中，Q表示发光器LED灯珠的功率；n表示LED灯珠的数量；E表示照射范围内i点的亮度，通过亮度计测量得到；D₂表示焊接工件需要检测的焊接位置最大尺寸；d表示LED灯珠的布置间距；γ表示LED灯珠的利用系数；λ表示LED灯珠的光效系数；η表示发光器的有效功率系数；M表示发光器的养护系数，取值范围为0.6-0.7；

所述控制器根据上述发光器LED灯珠功率的计算结果，通过执行器控制向发光器LED灯珠输送的电源功率。

2.根据权利要求1所述的具有智能化可调光源的视觉采集装置，其特征在于，所述光源呈环形围绕摄像头设置；所述透光镜片采用菲涅尔凸透镜。

3.根据权利要求1所述的具有智能化可调光源的视觉采集装置，其特征在于，所述灯罩内设反光器，所述反光器呈碗形且内表面设有反射增强层，所述发光器位于反光器内侧底部，所述反光器与调光组件连接。

4.根据权利要求3所述的具有智能化可调光源的视觉采集装置，其特征在于，所述调光组件包括筒套、齿轮和电机，所述筒套外侧设有外螺纹，所述筒套内侧为内齿轮，所述筒套固定套设在反光器外，所述灯罩呈设有内螺纹的管状，所述筒套位于灯罩内且两者以螺纹连接，所述齿轮设置在筒套内且齿轮与筒套的内齿轮啮合，所述齿轮与电机的输出轴固定连接，所述电机与执行器连接，所述电机能够正转或者反转。

5.根据权利要求1所述的具有智能化可调光源的视觉采集装置，其特征在于，所述发光器包括环形基板和多个LED灯珠，所述LED灯珠均匀间隔安装在环形基板上，所述环形基板套设在摄像头周边。

6.一种具有智能化可调光源的视觉采集方法，其特征在于，采用权利要求1-5中任意一项所述具有智能化可调光源的视觉采集装置，包括以下步骤：

S100将视觉采集装置的光源和摄像头对准焊接工件的焊接位置，用测距仪测量光源和摄像头与焊接工件的距离；

S200根据距离调节光源的聚光度，通过聚光度调节控制光源的照射范围以覆盖焊接位置；采用亮度传感器用于测量环境亮度，控制器根据环境亮度通过执行器对光源的亮度进行调节；所述控制器设有亮度计，所述亮度计测量照射范围内各点的亮度；所述发光器包括环形基板和多个LED灯珠，所述LED灯珠均匀间隔安装在环形基板上，所述控制器采用以下公式计算发光器LED灯珠的功率：

上式中，Q表示发光器LED灯珠的功率；n表示LED灯珠的数量；E表示照射范围内i点的亮度，通过亮度计测量得到；D₂表示焊接工件需要检测的焊接位置最大尺寸；d表示LED灯珠的布置间距；γ表示LED灯珠的利用系数；λ表示LED灯珠的光效系数；η表示发光器的有效功率系数；M表示发光器的养护系数，取值范围为0.6-0.7；

所述控制器根据上述发光器LED灯珠功率的计算结果，通过执行器控制向发光器LED灯珠输送的电源功率；

S300根据距离控制焦距调节机构进行焦距调节，使得摄像头聚焦在焊接工件的焊接位置处；

S400摄像机进行拍摄成像，对成像进行处理分析实现焊接工件检测。

7.根据权利要求6所述的具有智能化可调光源的视觉采集方法，其特征在于，在S200步骤中，所述控制器通过改变发光器与透光镜片的距离来调节光源的聚光度，所述透光镜片采用环形透镜，所述控制器采用以下公式计算发光器与透光镜片的距离的调节值：

上式中，δ表示发光器与透光镜片距离的调节值；D₁表示环形透镜的直径；D₂表示焊接工件需要检测的焊接位置最大尺寸；L₂表示环形透镜与焊接工件的照射距离；L₁表示当前发光器与透光镜片的距离；

若计算结果为正，则所述控制器通过执行器控制调光组件带动发光器朝远离透光镜片的方向移动；若计算结果为，则让发光器朝透光镜片的方向移动。