[實用新型]基于線陣CCD相機的條形光源照度分布檢測裝置

有效

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• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN202938985U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱均超;張寶峰;劉娜
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01J1/38
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及機器視覺和光學工程技術(shù)領(lǐng)域，用于檢測條形光源的照度分布一致性。

技術(shù)背景

在機器視覺系統(tǒng)中，照明光源是系統(tǒng)關(guān)鍵的部分之一，直接關(guān)系到系統(tǒng)整體性能指標，甚至是系統(tǒng)的成敗，其重要性無論如何強調(diào)都不為過。優(yōu)質(zhì)的照明光源能夠提高采集的圖像質(zhì)量，增加圖像的對比度和信噪比，為圖像處理算法提供良好的前提條件。如圖1為典型的機器視覺系統(tǒng)。

條形光源在線陣相機檢測系統(tǒng)中是一種常用光源，一般采用熒光燈或者LED陣列組合而成，具有亮度集中等特點，便于同線陣相機配合使用。但由于制造和加工工藝等原因，條形光源的照度存在一定的差異，如果不加以處理，則會影響最終的圖像采集效果。所以對條形光源照度一致性進行必要的檢驗，就顯得尤為重要。

目前光源照度分布檢測主要有兩種方法，一種是積分球的方法，它的優(yōu)點是最大程度的接收了漫反射光，并消除一些抖動引起的影響。但是它存在以下缺點：一是對電路的要求高，需要多個功率放大器，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；二是積分球照明方式的光能利用效率較低，要達到較高照度時，通常需要多個大功率光源，其產(chǎn)生的大熱量，對燈、燈杯和燈座耐熱性要求較高，工作時間不宜過長，且低照度實現(xiàn)難度大，高溫條件下，燈具壽命較短；三是要適應(yīng)產(chǎn)品光學大口徑照度測量，積分球的窗口也要相應(yīng)地變大，為了達到均勻照明的效果，積分球的體積就會變大，輸入窗口的數(shù)量增多，效率會降低；四是隨著積分球使用時間增長，積分球內(nèi)壁涂層反射效率會有所下降。另一種是采用照度計測量，有人工逐點測量和多點測量法。它的優(yōu)點是對設(shè)備要求低，價格便宜。但是逐點測量方法需要每次讀數(shù)，操作復(fù)雜，效率很低。且其讀數(shù)一般采用人工方式，容易疲勞，同時也引入了不確定因素。多點測量法相對于逐點測量加快了速度，但在測量區(qū)域或者面視場時，也需要多次測量才能完成對一個光源的檢測，效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是解決光源照度分布檢測的難題，提供一套基于線陣CCD相機的條形光源照度分布檢測裝置。

本實用新型提供的基于線陣CCD相機的條形光源照度分布檢測裝置，包括測試臺，旋轉(zhuǎn)光源，傳送帶，CCD相機，兩個步進電機，轉(zhuǎn)鼓和計算機；傳送帶通過轉(zhuǎn)鼓安裝在測試臺上，轉(zhuǎn)鼓與安裝在測試臺上的步進電機軸連接，CCD相機固定在傳送帶上，旋轉(zhuǎn)光源與另一個步進電機軸相連并安裝在測試臺上，CCD相機輸出與計算機連接。

檢測裝置如圖2所示，通過協(xié)調(diào)控制相機的移動、光源的旋轉(zhuǎn)采集光源多位置、多角度照度信息。在計算機上對采集的信息進行分析和處理，從而來檢測該光源的照度一致性。光源照度檢測結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。

本實用新型的創(chuàng)新點和優(yōu)點：

1、采用機器視覺對光源的照度進行檢測，克服了傳統(tǒng)采用光度計檢測的準確率不高、效率低下、操作復(fù)雜的弊病。本裝置采用CCD相機攝取被測光源的光能分布圖像，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)測量系統(tǒng)軟件處理后轉(zhuǎn)化為確定的光度值，較快的獲得被測光源上的光能分布情況，從而實現(xiàn)了快速檢測。

2、由于本裝置是對光源360°范圍內(nèi)的照度進行檢測，且整個過程全部由計算機完成，操作方便，實現(xiàn)了測試自動化，因此檢測的結(jié)果真實可信。

3、與已有的光源照度檢測不同，本裝置不僅僅是檢測一種單一的光源類型，它能夠檢測多種不同類型、不同用途的光源，而且可以將檢測的光源照度分布結(jié)果以圖表、曲線、三維圖等形式展現(xiàn)。

附圖說明

圖1是機器視覺系統(tǒng)圖。

圖2是基于線陣CCD相機的條形光源照度分布檢測裝置。

圖3光源照度檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1是旋轉(zhuǎn)光源，2是傳送帶，3是CCD相機，4是步進電機，5是轉(zhuǎn)鼓，6是計算機，7是測試臺。

具體實施方式

實施例

如圖2所示，本實用新型提供的基于線陣CCD相機的條形光源照度分布檢測裝置，包括測試臺7，旋轉(zhuǎn)光源1，傳送帶2，CCD相機3，兩個步進電機4，轉(zhuǎn)鼓5和計算機6；傳送帶通過轉(zhuǎn)鼓安裝在測試臺上，轉(zhuǎn)鼓與安裝在測試臺上的步進電機軸連接，CCD相機固定在傳送帶上，旋轉(zhuǎn)光源與另一個步進電機軸相連并安裝在測試臺上，CCD相機輸出與計算機連接。

本實用新型檢測裝置主要單元可分成：

（1）光源照度采集單元：CCD攝像機隨步進電機移動，采集光源上的亮度信息，每采集一次之后光源轉(zhuǎn)動一定角度，攝像機繼續(xù)采集，直至采集到光源360°范圍內(nèi)的照度信息。采用A/D轉(zhuǎn)換器對CCD相機采集到的信號進行轉(zhuǎn)換，使模擬的信號變換為數(shù)字信號，供處理器進行數(shù)據(jù)處理。