[發明專利]用于帶鋼表面檢測的照明LED陣列光源的均勻優化方法

有效

• 申請號: 201410093222.2
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104915716B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 梁爽;何永輝;楊水山;彭鐵根;石桂芬;宗德祥
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G06N3/12
• 分類號: G06N3/12
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司31117
• 代理人: 鄭明輝,葉知行

1.一種用于帶鋼表面檢測的照明LED陣列光源的均勻優化方法，其特征是：

第一，設置和獲取相機參數，根據現場安裝光源空間得到光源最大安裝尺寸長度L_max和寬度W_max，同時給出初始LED陣列計算的LED陣列間距縱列間距d和橫行間距d’；

第二，通過公式（1）計算得到被測帶鋼表面的照度參考值；

（1）

式中：為被測物體表面照度；

為物體表面亮度；

為鏡頭光圈數；

為成像系統的放大倍率；

為相機在某波長處灰度值；

為相機傳感器飽和電壓；

為物體表面發射率；

為相機在相應波長處的輻射度；

為曝光時間；

為鏡頭的透射率；

以公式（1）計算所得的照度參考值與目標灰度照度參考值進行比對，如果比值小于約定值，取計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，根據步驟一提供的光源最大安裝尺寸長度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’，直接計算得到LED排布數量每橫行排列數量N和每縱列排列數量N’；

第四，由橫縱LED排布數量N和N’根據相應公式（2）-（5）進行優化計算，縱向排布從單行等間距開始計算，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行數逐一判斷是否滿足照度E的要求，直到行數增加至N’；

若滿足照度要求進行下一步，若不滿足，則修改初始設置的LED間距d和d’，重新計算橫縱LED排布數量N和N’，再次按照步驟四計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LED照度進行疊加，用公式來表示為：

當N，M為奇數時：

（2）

當N，M為偶數時：

（3）

當N為奇數，M為偶數時：

（4）

當N為偶數，M為奇數時：

（5）

式中， ；

(x,y,z)為LED陣列排布后被測物體表面照度；

為單個LED沿光軸方向發光強度；

y為LED所在y軸向方向；

z為LED所在z軸向方向；

x為LED所在x軸向方向；

N為LED陣列的行數；

M為LED陣列的列數；

d為LED陣列間距縱列間距；

d’為LED陣列間距橫行間距；

k為LED光強余弦分布修正值，通常取82；

第五，根據圖像灰度變化，計算中心均勻照度區域長度是否滿足被測表面照明區域，若滿足直接輸出結果；

若不滿足，對邊部非均勻區域部分的LED陣列間距d₁和d₁’進行修改，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邊部數量n₁和n₁’，其中：n₁為邊部LED每橫行排列數量，n₁’為邊部LED每縱列排列數量；循環計算直到滿足照度E的要求，輸出優化結果。

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