[發明專利]一種距離自適應的無影燈自動調光裝置

有效

• 申請號: 202010589126.2
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111752312B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 葛合社;高朋帥
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;F21S2/00;F21V21/36;F21V17/10;F21V19/00;F21V33/00;F21V14/02
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務所(普通合伙) 31312
• 代理人: 余昌昊

1.一種距離自適應的無影燈自動調光裝置，其特征在于，包括無影燈本體、距離傳感器、圖像采集器、驅動器和處理器模塊；

所述距離傳感器和所述圖像采集器均設于所述無影燈本體上；所述驅動器與所述無影燈本體傳動連接；所述距離傳感器、圖像采集器和驅動器均與所述處理器模塊信號連接；

所述無影燈本體包括外框、多個燈珠背板、絲杠、電機支架、升降夾板和多個燈珠；

多個所述燈珠背板圍繞所述外框的內周均勻排布；多個所述燈珠背板與所述外框的連接端采用鉸鏈連接，所述燈珠背板背向鉸鏈連接端的一端與所述升降夾板固定連接；

所述升降夾板的中心設有螺孔，所述螺孔內旋擰有所述絲杠，所述絲杠與所述驅動器傳動連接；所述驅動器通過電機支架與所述外框限位固定；

每一塊所述燈珠背板上均設有至少一個所述燈珠，所述燈珠與預設于所述燈珠背板市區內高的燈珠電路板實現電連接和信號連接；

所述距離傳感器和所述圖像采集器均設于所述無影燈面向所述燈珠背板一側的預設手柄內；

所述處理器模塊為PC端；所述PC端與所述距離傳感器、圖像采集器和驅動器實現無線連接或者有線連接；

所述PC端用于接收所述圖像采集器采集的圖像信息，并對所述圖像信息進行分析處理；

所述PC端用于接收所述距離傳感器感應的無影燈本體與光斑之間的距離信息；

所述PC端用于控制所述電機工作，帶動所述無影燈本體實現位置調整；

所述PC端控制所述電機工作的參數計算如下：

通過預先測量，已知尺寸：r、L、R、c，且存在以下幾何關系:

r＝a+b

R/b＝(LL-L)/LL

其中：R:光斑實際尺寸，L：物距，燈珠背板傾斜角度；a為外框邊緣到燈珠背板最邊緣的水平線長度；b為燈珠背板最邊緣的光線到無影燈中心點垂直線的水平距離；c為燈珠背板的外邊沿至外框外邊緣的斜邊長度；r為外框邊緣到無影燈中心點垂直線的水平距離；LL為兩側燈珠背板最邊緣的燈珠光線的交匯點外框底部水平面之間的距離；

從而得由于物距L變化，為保持光斑大小R不變所需要的傾斜角度為設當前傾斜角為則電機需要進給的距離：

設絲杠螺距為s，則電機需要轉動的圈數為

n＝fz/s

公式中正負代表電機驅動絲杠移動的方向。

2.根據權利要求1所述的距離自適應的無影燈自動調光裝置，其特征在于，所述驅動器為電機，所述電機的傳動軸與所述絲杠傳動連接。

3.根據權利要求1所述的距離自適應的無影燈自動調光裝置，其特征在于，所述圖像采集器為攝像機。

4.根據權利要求1所述的距離自適應的無影燈自動調光裝置，其特征在于，所述PC端對圖像信息進行分析處理依次包括以下處理步驟：將灰度處理后的圖像進行濾波降噪處理；將降噪后的圖像進行閾值分割；對閾值分割后的圖像進行形態學運算；對形態學運算后的圖形進行查找邊緣；將獲得的邊緣用矩形框畫出，并得到所述矩形頂點框坐標；根據矩形框頂點坐標，確定光斑尺寸。

5.根據權利要求4所述的距離自適應的無影燈自動調光裝置，其特征在于，確定光斑尺寸包括以下步驟：

根據相似三角形定理，可知圖像尺寸與視覺尺寸的比例為：

K1＝ds/dw＝f/F

由于ds,f為相機固有參數，為已知的，故只要通過距離傳感器得到物距F，即可得到K1；

由于圖像采集器在水平方向和豎直方向的像素數量也是已知的為：

Pu*Pv

Pu*Pv是表示相機圖像采集器的分辨率，即相機所拍攝圖片的水平方向有Pu個像素，垂直方向有Pv個像素；

則可以得到目標物像素尺寸和圖像尺寸的比例為：

K2＝Pu/ds

相機采集到光斑圖像后，通過圖像處理，可以得到光斑的像素尺寸為rn，則光斑的實際尺寸為：

R＝rn/(K1*K2)

其中，所述ds為圖像采集器寬度，f為圖像采集器焦距，即圖像采集器與相機透鏡中心的距離，F為物距，即相機透鏡中心與目標物的距離，dw為在物距為F時的相機視野寬度。

6.根據權利要求1所述的距離自適應的無影燈自動調光裝置，其特征在于，所述PC端還包括建模模塊，所述建模模塊用于建立無影燈本體與光斑距離、光斑尺寸大小以及燈珠背板傾斜角度之間的關系模型。