[發明專利]保持相機采集的圖像灰度穩定的裝置

有效

• 申請號: 200810032529.6
• 申請日: 2008-01-10
• 公開（公告）號: CN101482685A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 方志宏;夏勇
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G03B15/03
• 分類號: G03B15/03;G05B19/042;G05F1/46;H04N5/232
• 代理公司: 上海明成云知識產權代理有限公司
• 代理人: 周 成

技術領域

本發明涉及自動化儀表中的圖像檢測系統技術領域，更具體地說，涉及一種保持相機采集的圖像灰度穩定的裝置。?

背景技術

在工業現場圖像檢測系統中，光照環境的不變動是保證圖像采集系統穩定的先決條件，如光照強度發生波動，則采集的圖像的灰度也要伴隨著光的變化發生改變，這樣會造成被檢測對象特征發生明顯變化，使得圖像檢測系統的計算的結果不穩定，最終造成檢測系統誤判而產生嚴重的后果。?

在較大的工業現場環境，如連鑄廠房內，通常采用高壓鈉燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈為環境照明光源(亦稱HID光源)，這些高強度氣體放電燈具有發光效率高、顯色性好、壽命長、成本低的特點，人眼觀察時還感覺不到光照隨交流工頻的劇烈變化，但圖像采集系統，因被測對象一般以一定的速度在行進中，為達到圖像采集沒有拖影，攝像機的暴光時間很短，采集的頻率遠遠高于交流電的頻率，這時圖像采集設備就會明顯感覺到光照的輸出光強度與交流電壓波形關系密切，從實際效果來看，光強的時間曲線幾乎為正弦，光照度高底點反差達5倍以上。而由于常規的工業相機的圖像采集啟動時刻Tnor相對于高壓鈉燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈的燈光電壓Ui的相位是不確定的，如圖1所示，所以采集圖像時的照明亮度差距很大，最終得到的圖像的灰度變化非常大，采集到的照片忽明忽暗，很不穩定，暗場環境照片全黑幾乎無法正常使用。?

工業現場為了保持圖像灰度的穩定，一般采用了穩定光源的方法，即采用大功率白熾燈、鹵素燈，或者頻閃燈，使燈光始終保持穩定輸出。但是大功率白熾燈、鹵素燈效率低，發熱量大，壽命短，頻閃燈的價格非常昂貴，頻閃燈泡不僅價格貴，而且是易耗件，另外在現場周圍的雜散照明燈光也會對圖像采集產生影響。

鑒于以上的情況，迫切需要找到一種保持相機采集的圖像灰度穩定的裝置，其能觸發相機采集，并使相機采集的時刻與燈的工作電壓的相位保持一致，也就是與照明亮度保持一致，最終使采集的圖像灰度保持穩定。?

專利申請號為CN200410043753.7公開了名稱為機器視覺測量系統中的自適應調整光強的照明光源裝置，該裝置由圖像卡、計算機、PWM控制電路、LED光源和光源主電路組成，是一種利用計算機對圖像的灰度等參數進行計算進而控制LED光源的裝置。該裝置缺點是構成復雜且成本高，只能用于非常穩定的LED光源，不能用于不穩定的HID光源，而且該裝置利用圖像質量為依據控制光源，并不對相機進行控制觸發，此外，該專利申請的裝置只能適合條件好的封閉環境，不能適合條件惡劣的工業環境。?

專利申請號CN200410005870.4公開了一種名稱為背光源亮度的控制方法和控制裝置，該技術用于調節顯示器圖像輸出時的顯示亮度，從而達到省電效果，并不涉及保證采集圖像灰度穩定，提升圖像的內在質量。?

發明內容

本發明的目的是提供一種保持相機采集的圖像灰度穩定的裝置，它利用相位同步的原理，使相機采集圖像的時刻與燈光的工作電壓的相位保持同步，使相機在相同光照強度的情況下采集圖像，該裝置克服了傳統HID燈光照明下，相機采集圖像不受控制，造成在光源亮度不同的時刻采集圖像，最終導致圖像灰度不穩定的弱點。?

為實現上述目的，本發明提供一種保持相機采集的圖像灰度穩定的裝置，包括：?

單片機，該單片機作為所述裝置的控制單元接收信號并輸出命令；?

隔離變壓器，所述隔離變壓器輸入端與燈光的電源連接，輸出端輸出變壓后的電源；?

零相位檢測器，用于采集輸入電壓的相位信號，該零相位檢測器輸入端與所述隔離變壓器輸出端連接，輸出端與所述單片機輸入端連接；?

設定單元，用于設定觸發所述相機的延時時間，所述設定單元輸出端與所述單片機連接；?

信號驅動器，根據所述延時時間及零相位檢測器輸出的電壓相位比較信號觸發所述相機工作，所述信號驅動器輸入端與所述單片機的輸出端連接，輸出端與所述相機的輸入端連接。?

所述設定單元包括控制按鈕和通訊接口，所述控制按鈕用于手工設定觸發所述相機的延時時間，所述通訊接口用于自動設定觸發所述相機的延時時間，所述控制按鈕及通訊接口分別與所述單片機連接。?

所述通訊接口包括驅動芯片U6及保護電阻F2和F3，驅動芯片U6輸出端與所述單片機連接。保護電阻F2和F3的一端分別與驅動芯片U6輸入端連接，保護電阻F2和F3的另一端分別與自動設定所述延時時間的控制主機連接。?

所述控制按鈕包括兩個與所述單片機連接的開關，一個開關用于設定增加所述延時時間，另一個開關用于設定減少所述延時時間。?