CN202938985U

CN202938985U - 基于线阵ccd相机的条形光源照度分布检测装置

Info

Publication number: CN202938985U
Application number: CN 201220611340
Authority: CN
Inventors: 朱均超; 张宝峰; 刘娜
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2022-11-19

Abstract

本实用新型是基于线阵CCD相机的条形光源照度分布检测装置。包括测试台7，旋转光源1，传送带2，CCD相机3，两个步进电机4，转鼓5和计算机6。待测光源可进行360°旋转，待测光源对面安装可左右移动的CCD相机，用于照度图像采集并将采集到的信号输入计算机进行处理，最终以图表、曲线、三维图等形式展现该光源的分析结果。此装置具有操作简单，价格低廉的优点。由计算机直接进行处理，测试结果真实可信。以此制成了一套标准的测试装置，实现了测试的自动化。

Description

基于线阵CCD相机的条形光源照度分布检测装置

技术领域

本实用新型涉及机器视觉和光学工程技术领域，用于检测条形光源的照度分布一致性。

技术背景

在机器视觉***中，照明光源是***关键的部分之一，直接关系到***整体性能指标，甚至是***的成败，其重要性无论如何强调都不为过。优质的照明光源能够提高采集的图像质量，增加图像的对比度和信噪比，为图像处理算法提供良好的前提条件。如图1为典型的机器视觉***。

条形光源在线阵相机检测***中是一种常用光源，一般采用荧光灯或者LED阵列组合而成，具有亮度集中等特点，便于同线阵相机配合使用。但由于制造和加工工艺等原因，条形光源的照度存在一定的差异，如果不加以处理，则会影响最终的图像采集效果。所以对条形光源照度一致性进行必要的检验，就显得尤为重要。

目前光源照度分布检测主要有两种方法，一种是积分球的方法，它的优点是最大程度的接收了漫反射光，并消除一些抖动引起的影响。但是它存在以下缺点：一是对电路的要求高，需要多个功率放大器，其结构复杂，成本高；二是积分球照明方式的光能利用效率较低，要达到较高照度时，通常需要多个大功率光源，其产生的大热量，对灯、灯杯和灯座耐热性要求较高，工作时间不宜过长，且低照度实现难度大，高温条件下，灯具寿命较短；三是要适应产品光学大口径照度测量，积分球的窗口也要相应地变大，为了达到均匀照明的效果，积分球的体积就会变大，输入窗口的数量增多，效率会降低；四是随着积分球使用时间增长，积分球内壁涂层反射效率会有所下降。另一种是采用照度计测量，有人工逐点测量和多点测量法。它的优点是对设备要求低，价格便宜。但是逐点测量方法需要每次读数，操作复杂，效率很低。且其读数一般采用人工方式，容易疲劳，同时也引入了不确定因素。多点测量法相对于逐点测量加快了速度，但在测量区域或者面视场时，也需要多次测量才能完成对一个光源的检测，效率低下。

发明内容

本实用新型的目的是解决光源照度分布检测的难题，提供一套基于线阵CCD相机的条形光源照度分布检测装置。

本实用新型提供的基于线阵CCD相机的条形光源照度分布检测装置，包括测试台，旋转光源，传送带，CCD相机，两个步进电机，转鼓和计算机；传送带通过转鼓安装在测试台上，转鼓与安装在测试台上的步进电机轴连接，CCD相机固定在传送带上，旋转光源与另一个步进电机轴相连并安装在测试台上，CCD相机输出与计算机连接。

检测装置如图2所示，通过协调控制相机的移动、光源的旋转采集光源多位置、多角度照度信息。在计算机上对采集的信息进行分析和处理，从而来检测该光源的照度一致性。光源照度检测结构示意如图3所示。

本实用新型的创新点和优点：

1、采用机器视觉对光源的照度进行检测，克服了传统采用光度计检测的准确率不高、效率低下、操作复杂的弊病。本装置采用CCD相机摄取被测光源的光能分布图像，图像数据经测量***软件处理后转化为确定的光度值，较快的获得被测光源上的光能分布情况，从而实现了快速检测。

2、由于本装置是对光源360°范围内的照度进行检测，且整个过程全部由计算机完成，操作方便，实现了测试自动化，因此检测的结果真实可信。

3、与已有的光源照度检测不同，本装置不仅仅是检测一种单一的光源类型，它能够检测多种不同类型、不同用途的光源，而且可以将检测的光源照度分布结果以图表、曲线、三维图等形式展现。

附图说明

图1是机器视觉***图。

图2是基于线阵CCD相机的条形光源照度分布检测装置。

图3光源照度检测***结构示意图。

图中，1是旋转光源，2是传送带，3是CCD相机，4是步进电机，5是转鼓，6是计算机，7是测试台。

具体实施方式

实施例

如图2所示，本实用新型提供的基于线阵CCD相机的条形光源照度分布检测装置，包括测试台7，旋转光源1，传送带2，CCD相机3，两个步进电机4，转鼓5和计算机6；传送带通过转鼓安装在测试台上，转鼓与安装在测试台上的步进电机轴连接，CCD相机固定在传送带上，旋转光源与另一个步进电机轴相连并安装在测试台上，CCD相机输出与计算机连接。

本实用新型检测装置主要单元可分成：

（1）光源照度采集单元：CCD摄像机随步进电机移动，采集光源上的亮度信息，每采集一次之后光源转动一定角度，摄像机继续采集，直至采集到光源360°范围内的照度信息。采用A/D转换器对CCD相机采集到的信号进行转换，使模拟的信号变换为数字信号，供处理器进行数据处理。

（2）运动控制单元：在计算机控制下，通过步进电机A驱动CCD相机沿着条形光源轴向方向匀速移动，在移动的同时同步采集图像。完成一个角度扫描后，驱动步进电机B旋转固定角度，然后控制步进电机A进行下次扫描。整个运动过程由计算机直接控制。

（3）照度识别和分析单元：该模块运行在计算机上，采集到多角度的光源图像后，在计算机中对其进行分析和处理，分析不同位置、不同角度的照度信息。在屏幕上利用图表、曲线、三维图等形式展现该光源的分析结果。

本实用新型的使用过程：

在进行光源照度检测实验时，利用本实用新型装置检测各点照度信息，并且在显示器上显示各点照度信息波形图。具体实施方式为：

1）将步进电机安装到操作平台上，将光源、CCD相机安装牢固，与步进电机进行连接，以便对其进行控制。步进电机与计算机连接，完成整套装置的安装工作。

2）调整CCD镜头焦距和视场范围，使其能够准确完整的采集照度信息。

3）安装完毕后，通过计算机对各个模块进行调试和初始化设置，保证检测开始前相机在传送带的最边上。

4）图像的采集，在计算机控制下，通过步进电机A驱动CCD相机沿着条形光源轴向方向匀速移动，在移动的同时同步采集图像。完成一个角度扫描后，驱动步进电机B旋转固定角度，然后控制步进电机A进行下次扫描，直到将光源360°范围内信息采集完为止。

5）CCD相机在步进电机的驱动下，采集的照度信息经过A/D变换后进入计算机进行识别处理。

6）计算机发射初始化命令到各个单元。各单元收到命令后，进行照度图像的采集和处理。在计算机中处理照度信息，将其绘制成图表、曲线、三维图等形式，观测照度的均匀性。

7）最后是据处理分析、图形化显示，在显示器上显示各点光源照度波形。

Claims

1.一种基于线阵CCD相机的条形光源照度分布检测装置，其特征在于该装置包括测试台，旋转光源，传送带，CCD相机，两个步进电机，转鼓和计算机；传送带通过转鼓安装在测试台上，转鼓与安装在测试台上的步进电机轴连接，CCD相机固定在传送带上，旋转光源与另一个步进电机轴相连并安装在测试台上，CCD相机输出与计算机连接。