[發(fā)明專利]用于帶鋼表面檢測(cè)的照明LED陣列光源的均勻優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410093222.2
• 申請(qǐng)日: 2014-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN104915716B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁爽;何永輝;楊水山;彭鐵根;石桂芬;宗德祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): G06N3/12
• 分類號(hào): G06N3/12
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責(zé)任公司31117
• 代理人: 鄭明輝,葉知行

1.一種用于帶鋼表面檢測(cè)的照明LED陣列光源的均勻優(yōu)化方法，其特征是：

第一，設(shè)置和獲取相機(jī)參數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝光源空間得到光源最大安裝尺寸長(zhǎng)度L_max和寬度W_max，同時(shí)給出初始LED陣列計(jì)算的LED陣列間距縱列間距d和橫行間距d’；

第二，通過(guò)公式（1）計(jì)算得到被測(cè)帶鋼表面的照度參考值；

（1）

式中：為被測(cè)物體表面照度；

為物體表面亮度；

為鏡頭光圈數(shù)；

為成像系統(tǒng)的放大倍率；

為相機(jī)在某波長(zhǎng)處灰度值；

為相機(jī)傳感器飽和電壓；

為物體表面發(fā)射率；

為相機(jī)在相應(yīng)波長(zhǎng)處的輻射度；

為曝光時(shí)間；

為鏡頭的透射率；

以公式（1）計(jì)算所得的照度參考值與目標(biāo)灰度照度參考值進(jìn)行比對(duì)，如果比值小于約定值，取計(jì)算得到的灰度照度值，若比值大于等于約定值，則直接取灰度照度參考值；

第三，根據(jù)步驟一提供的光源最大安裝尺寸長(zhǎng)度L_max和寬度W_max，以及LED陣列間距縱列間距d和橫行間距d’，直接計(jì)算得到LED排布數(shù)量每橫行排列數(shù)量N和每縱列排列數(shù)量N’；

第四，由橫縱LED排布數(shù)量N和N’根據(jù)相應(yīng)公式（2）-（5）進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，縱向排布從單行等間距開始計(jì)算，中間等照度部分是否滿足照度E的要求，若照度不足，增加LED行數(shù)逐一判斷是否滿足照度E的要求，直到行數(shù)增加至N’；

若滿足照度要求進(jìn)行下一步，若不滿足，則修改初始設(shè)置的LED間距d和d’，重新計(jì)算橫縱LED排布數(shù)量N和N’，再次按照步驟四計(jì)算照度是否滿足要求，直到滿足要求為止；

LED的N*M陣列的照度由單個(gè)LED照度進(jìn)行疊加，用公式來(lái)表示為：

當(dāng)N，M為奇數(shù)時(shí)：

（2）

當(dāng)N，M為偶數(shù)時(shí)：

（3）

當(dāng)N為奇數(shù)，M為偶數(shù)時(shí)：

（4）

當(dāng)N為偶數(shù)，M為奇數(shù)時(shí)：

（5）

式中， ；

(x,y,z)為L(zhǎng)ED陣列排布后被測(cè)物體表面照度；

為單個(gè)LED沿光軸方向發(fā)光強(qiáng)度；

y為L(zhǎng)ED所在y軸向方向；

z為L(zhǎng)ED所在z軸向方向；

x為L(zhǎng)ED所在x軸向方向；

N為L(zhǎng)ED陣列的行數(shù)；

M為L(zhǎng)ED陣列的列數(shù)；

d為L(zhǎng)ED陣列間距縱列間距；

d’為L(zhǎng)ED陣列間距橫行間距；

k為L(zhǎng)ED光強(qiáng)余弦分布修正值，通常取82；

第五，根據(jù)圖像灰度變化，計(jì)算中心均勻照度區(qū)域長(zhǎng)度是否滿足被測(cè)表面照明區(qū)域，若滿足直接輸出結(jié)果；

若不滿足，對(duì)邊部非均勻區(qū)域部分的LED陣列間距d₁和d₁’進(jìn)行修改，其中：d₁為邊部LED陣列間距縱列間距，d₁’為邊部 LED陣列間距橫行間距；增加LED邊部數(shù)量n₁和n₁’，其中：n₁為邊部LED每橫行排列數(shù)量，n₁’為邊部LED每縱列排列數(shù)量；循環(huán)計(jì)算直到滿足照度E的要求，輸出優(yōu)化結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶鋼表面檢測(cè)的照明LED陣列光源的均勻優(yōu)化方法，其特征是：所述第二步中的約定值為20%。