[發(fā)明專利]紅外LED光源光筆測量系統(tǒng)自適應發(fā)光調節(jié)方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201611032698.0 | 申請日： | 2016-11-15 |
| 公開（公告）號： | CN106855390B | 公開（公告）日： | 2020-07-14 |
| 發(fā)明（設計）人： | 劉書桂;宋宣曉;王森 | 申請（專利權）人： | 天津大學 |
| 主分類號： | G01B11/00 | 分類號： | G01B11/00 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201 | 代理人： | 劉國威 |
| 地址： | 300072*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 紅外 led 光源 光筆 測量 系統(tǒng) 自適應 發(fā)光 調節(jié) 方法 | ||
1.一種紅外LED光源光筆測量系統(tǒng)自適應發(fā)光調節(jié)方法，其特征是，采用雙曝光采樣技術對光筆發(fā)光圖像進行采集，先采集一幀光靶標不發(fā)光的圖像，再采集一幀光靶標發(fā)光時的圖像，二者相減，得到最終圖像；雙曝光過程中采用自適應發(fā)光調節(jié)，自適應發(fā)光調節(jié)分兩步進行，第一步，相機曝光時間粗調節(jié)，直接根據(jù)灰度分布，判斷光斑圖像過飽和還是成像過弱，通過調整相機曝光時間，直至光靶標光斑中心灰度的平均水平達到(Gmin+Gmax)/2附近，Gmax、Gmin分別為光斑中心像素最大最小灰度值；第二步，每個LED電流精調節(jié)，首先進行光斑中心定位和物像匹配，然后根據(jù)各光靶標成像實際狀態(tài)，對應調節(jié)每個LED光靶標的電流大小，如果有LED電流需調節(jié)超過限定值時，通過進行曝光時間和所有LED發(fā)光電流聯(lián)調的方法擴大調節(jié)范圍，最終調節(jié)每個光斑的中心像素灰度gi均滿足GmingiGmax；具體步驟：
1)紅外LED的理想成像狀態(tài)為，光斑中心像素灰度值未飽和但同時要大于一定閾值，存在最大最小灰度值Gmax、Gmin限制；
2)根據(jù)成像芯片CCD或CMOS工作原理，光斑中心像素值大小與相機曝光時間以及LED電流大小均呈正比關系；
3)為保證良好發(fā)光特性，LED有最小和最大電流限制Imax,Imin；
設光靶標個數(shù)為N，自適應調節(jié)具體實施步驟為：
第一步：曝光時間粗調節(jié)，使所有光靶標整體達到理想狀態(tài)附近，統(tǒng)計灰度圖像中灰度值最大的c×N個點的灰度平均值gmid，系數(shù)c取1-3，其代表了光靶標光斑中心灰度的平均水平，調節(jié)曝光時間直至gmid達到(Gmin+Gmax)/2附近；
第二步：LED驅動電流精調節(jié)，使每個光靶標成像光斑都達到理想狀態(tài)，首先根據(jù)圖像進行光斑中心定位和物像匹配，然后提取每個光靶標的光斑中心灰度值gi，根據(jù)中心灰度值大小調節(jié)其電流值當有光靶標電流即將低于限定閾值Imin時，聯(lián)調相機曝光時間和各光源電流大小Ii＝Ii·k,Texp＝Texp/k，其中k＝Imax/max(Ii)保證調節(jié)后無LED電流超過上限Imax；當有光靶標電流即將高于限定閾值Imax時，聯(lián)調相機曝光時間和各光源電流大小Ii＝Ii·k,Texp＝Texp/k，其中k＝Imin/min(Ii)保證調節(jié)后無LED電流超過下限Imin；依據(jù)上述方法調節(jié)至每個光斑的中心像素灰度均滿足GmingiGmax。
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