CN115356347B 视觉检测系统的补光系统光源优化方法及所用实验装置 （江苏理工学院）

视觉检测系统的补光系统光源优化方法及本发明公开了一种视觉检测系统的补光系架、设于补光支架上的LED矩阵、控制LED的效果LED照度权值，调整补光光源亮度使目标区明效果基础上简化了补光系统模型，降低了对2将补光光源支架安装到实验台上，补光光源支架上的补光光步骤四：通过奇异值分解对补光系统的照度向量组进(2)Eingemx为1×n2的行向量中各补光光源在当前外部光源作用下的目标区域照度照度效果评价函数f表示为当前补光系统所提供理论照度分布与当前实际所需照度分布的步骤六：应用粒子群算法对平面照度效果评价函数进行步骤七：调整补光光源亮度实现补光系统对目标区域光光源包括呈矩阵排列于弧面上的LED和Arduino控制板,Arduino控制板通过输出对应的3m_20为LED球面的平均发光强度；4S33.通过步骤S31和步骤S32获取补光系统中各LED单独工作时目标区域的照度行向S41：对补光系统照度向量组进行奇异值分解，计设为第j个LED对目标平面产生的照度向量，为第n个特征向量筛选S423：将模长最大投影向量所对应的LED照度向量记为再将照度向量5骤五中通过使评价函数式(12)取值最小使照明效果最优，此时为补光系统各LED亮度权各行按从上到下的顺序重新排序成1×81的照度行向量e.中通过Arduino控制板输出优化后亮度权值对应的PWM脉冲控制LED，实现补光系统对目标通过测试获得控制板输出端口模拟量数值与流过LED电流之间的关系为近似线性关9.一种权利要求1中所述的视觉检测系统的补光系统光源优化方法中使用的实验装向延伸的圆弧形的光源定位板(5)，若干LED呈矩阵状均匀分布于光源定位板凹面的表面10.根据权利要求9所述的实验装置，其特征在于：所述补光光源支架包括支架本体67LED，无法对局部照明效果做优化处理。申请号为201520550995.9的专利通过开关控制各8[0012](2)Eingem为1×n2的行向量中各补光光源在当前外部光源作用下的目标区域照度向量中的最大值，用cngem减去照度行向量获得各个补光光源所需的补光照度平面照度效果评价函数f表示为当前补光系统所提供理论照度分布与当前实际所需照度分与最高亮度的比值为1时表示最大亮度，为第i个LED对目标平面产生的[0019]作为本发明的进一步改进，所述补光光源包括呈矩阵排列于弧面上的LED和Arduino控制板,Arduino控制板通过输出对应的PWM脉冲控制补光系统中各LED亮度，外部9与光源坐标系原点高度差为dz2，两者在基座标系XY平面内相对原点的角度差为θ,则任意m_2[0044]S33.通过步骤S31和步骤S32获取补光系统中各LED单独工作时目标区域的照度行[0048]设为第j个LED对目标平面产生的照度向从照度向量组ō中移除；[0064]作为本发明的进一步改进，步骤七中通过Arduino控制板输出优化后亮度权值对[0066]通过测试获得控制板输出端口模拟量数值与流过LED电流之间的关系为近似线性[0072]式(15)与式(9)求解时以优化前后两个照度分布矩阵中元素最大值为分母不同，式(15)中分母esingle_max为优化前后各自情况下被测面的最大照度值，e(i,j)为点(i,j)的状均匀分布于光源定位板凹面的表面上，所述光源定位板上的LED光线能够照射于目标区对平面照度效果评价函数进行优化求解，最终获得最优照度效果时补光系统各LED照度权明效果，本发明能够获取补光系统各LED最优亮度权值，所得目标区域理论照度均匀度为本发明在充分保证视觉检测系统照明效果基础上简化了补光系统模型，仅用较少的LED提[0092]实施例：一种视觉检测系统的补光系统光源优化方法，优化方法流程图如图1所测芯片的完整检测区域中，非重叠区域芯片的图像采集与检测可由相关运动机构协助完点照度值，照度计3与处理器电性连接通信，处理器能够对LED2光源进行优化计算并控制Arduino控制板输出相应的PWM脉冲信号，处理器还能够控制光源控制器向外部光源4发射将补光系统的光源定位板5第4行第1列LED2位置定为光源坐标系原点，此时基坐标系XY平m_2第j个LED照度向量在正交空间轴向量上的投影，为简化后系统所保留LED对应的照度向[0121]S423：将模长最大投影向量所对应的LED照度向量记为再将照度向[0128]理论原始模型与理论简化模型下照度分布如图7所示，其中XY对应目标区域在基下理论优化前后照度分布均方误差。保留LED数量为5至8时对应理论优化前后照度分布均匀。因此可以验证将36个LED作用时原始系统模型简化为特定8个LED作用时简化系统模型照度矩阵各行按从上到下的顺序重新排序成1×81的[0135]S52：设为1×81的行向量中各元素为当前外部光源作用下目标区域照[0139]用平面照度效果评价函数f表示当前补光系统所提供的理论照度分布与当前实际[0145]S7：通过Arduino控制板输出优化后亮度权值对应的PWM脉冲控制LED实现补光系[0149](1)将当前照明环境下图像对应点9×9的灰度矩阵根据灰度照度转换关系转化为[0150](2)根据当前照明环境下照度向量通过照环境下补光系统工作性能，分别针对外部光源照明中心集中在P1和P2两种情况进行实验函数取最优值时对应的LED亮度权值向量，其中为外部照明集中在P1点时补光系统LED[0157]向量中的8个数值分别对应补光系统中8个不同位置LED的亮度权值。由于实验中目标区域原始照度分布不均匀，因此不同位置LED的亮度需动态变化以改善目标区域整体结合式(14)计算并设定控制板对应输出端模拟量数值，通过控制板输出PWM调节各LED亮[0160]式(15)与式(9)求解时以优化前后两个照度分布矩阵中元素最大值为分母不同，式(15)中分母esingle_max为优化前后各自情况下被测面的最大照度值，e(i,j)为点(i,j)[0161]外部照明集中在P1和P2两种情况下对应理论与实际优化前后照[0162]图11和图13为外部光源照明中心集中在P1、P2时对应的目标区域补光系统在理论上可较好的改善目标区域照明[0163]图12和图14为外部照明集中在P1、P2时对应的目标区域原始域照度均匀度提升至84.54％与74.05相较优化前分别提升了35.51％与14.09证明了本申请光源优化系统的有效性。由于本申请研究补光系统工作时目标区域照度分布规任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，