CN111272210A

CN111272210A - 一种基于可编程面阵光源模块的照明系统及其搭建方法

Info

Publication number: CN111272210A
Application number: CN202010069624.4A
Authority: CN
Inventors: 田原; 梁毅军; 房柱; 房国华
Original assignee: Xi'an Damu Intelligent Equipment Research Institute Co Ltd
Current assignee: Xi'an Damu Intelligent Equipment Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2020-06-12

Abstract

本发明属于检测系统技术领域，涉及基于可编程面阵光源模块的照明系统及其搭建方法，照明系统包括箱体，箱体内部分布屋顶型结构，屋顶型结构包括固定连接的第一平面和第二平面，第一平面和第二平面之间留有用于放置摄像机的区域，摄像机与计算机连接，计算机控制摄像机拍摄待检测工件的图像，计算机通过控制器实现对可编程照明板的照明模式进行调整。通过采用低成本的可编程照明板，经组装完成通用的工业视觉照明环境，每个照明板的每个LED灯可以独立调节，将其映射为图像的每个像素，通过输入指定图案的图像，实现调节照明环境光照的方位、形状、颜色和亮度，具有构成方便、价格低廉、改变容易、适应能力强等特点。

Description

一种基于可编程面阵光源模块的照明系统及其搭建方法

技术领域

本发明属于检测系统技术领域，涉及机器光源视觉系统，具体涉及一种基于可编程面阵光源模块的照明系统及其搭建方法。

背景技术

在工业视觉的应用中，光源的选择设置在系统整体中具有举足轻重的作用。选择什么类型、颜色的光源、怎样布置光源对于系统整体目标实现具有重要作用。照明的目的在于使得被检测目标与背景产生较大的差异，使得算法能够容易的完成目标分割等任务。

针对不同的工业生产视觉检测需求，目前所使用的光源类型也是多种多样的，如环形、圆形、长条形、碗形等，供用户针对不同的应用场景加以选择，工业视觉所用照明光源一般价格都比较昂贵。由于应用场景的复杂性，用户通常对选择什么样的光源、增氧布置没有明确的答案，需要在工业现场反复试验、进行比较，以期得到较好的照明效果。

然而，采用目前的照明光源，需要购买相应的工业视觉光源，搭建安装光源的硬件环境，若结果不好还得重新调整，这无疑给用户增加的许多财务和时间上的成本，根据不同应用构建照明环境是一项复杂的工作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于可编程面阵光源模块的照明系统及其搭建方法，利用市场上常用的低成本的彩色显示屏模块，组成紧凑的照明型结构，同时可以方便调试符合多种工业应用需求的照明环境，从而能够灵活实现相当大一部分工业视觉的照明需求，具有较好的适用性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于可编程面阵光源模块的照明系统，包括箱体，所述箱体的内部分布有屋顶型结构，所述屋顶型结构包括固定连接的第一平面和第二平面，所述第一平面、第二平面分别包括若干可编程照明板；所述第一平面和第二平面之间留有用于放置摄像机的区域，所述摄像机与计算机连接，所述计算机控制摄像机拍摄待检测工件的图像，所述计算机还连接有控制器，所述控制器与可编程照明板连接，所述计算机通过控制器实现对可编程照明板的照明模式进行调整。

进一步，所述第一平面和第二平面之间的夹角为90^°。

进一步，所述屋顶型结构的侧面覆盖有若干可编程照明板，可以根据实际需求选择可编程照明板的数量，以保证待检测工件获得全方位的照明环境。

进一步，所述第一平面、第二平面可根据待检测工件的尺寸向下沿直线或折线延伸，以增加有效的照明面积。

进一步，所述照明模式包括可编程照明板不同的光源位置、形状、颜色及光照亮度。

进一步，所述可编程照明板采用彩色显示屏模块拼装组成。

进一步，所述彩色显示屏模块为彩色LED显示面板，每个彩色LED显示面板的每个LED灯能够独立调节，将其映射为图像的每个像素，通过输入指定图案的图像，实现调节照明环境光照的方位、形状、颜色和亮度。

另一方面，本发明还提供了一种基于可编程面阵光源模块的照明系统的搭建方法，具体包括如下步骤：

1)选择若干可编程照明板，在箱体内部将所述可编程照明板拼装成一屋顶型结构，所述屋顶型结构包括固定连接的第一平面和第二平面，且两者之间的夹角为90°；

2)所述第一平面和第二平面之间留有用于放置摄像机的区域，所述摄像机与计算机连接；

3)将所述可编程照明板通过控制器及接口模块与计算机相连接；

4)根据待检测工件的检测需求，所述计算机通过控制器实现对可编程照明板的照明模式进行调整，保证待检测工件与背景具有明显的差异，便于目标分割。

进一步，所述步骤2)中的第一平面、第二平面可根据待检测工件的尺寸向下沿直线或折线延伸。

进一步，所述可编程照明板采用彩色LED显示面板拼装组成。

进一步，所述步骤4)中的照明模式包括可编程照明板不同的光源位置、形状、颜色及光照亮度。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：通过采用低成本的可编程照明板，经组装完成通用的工业视觉照明环境，每个照明板的每个LED灯可以独立调节，将其映射为图像的每个像素，通过输入指定图案的图像，实现调节照明环境光照的方位、形状、颜色和亮度，具有构成方便、价格低廉、改变容易、适应能力强等特点，适用范围广泛。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种基于可编程面阵光源模块的照明系统的结构示意图；

图2为本发明提供的箱体的结构示意图。

其中：1、箱体；2、第一平面；3、第二平面；4、摄像机；5、计算机；6、控制器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的系统、方法的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：

参见图1所示，本发明提供了一种基于可编程面阵光源模块的照明系统，包括箱体1，箱体1的内部分布有屋顶型结构，屋顶型结构包括固定连接的第一平面2和第二平面3，第一平面2、第二平面3分别包括若干可编程照明板；第一平面2和第二平面3之间留有用于放置摄像机4的区域，摄像机4与计算机5连接，计算机5控制摄像机4拍摄待检测工件的图像，计算机5还连接有控制器6，控制器6与可编程照明板连接，计算机5通过控制器6实现对可编程照明板的照明模式进行调整。

进一步，第一平面2和第二平面3之间的夹角为90^°。

优选地，第一平面和第二平面的固定可以采用制作经书支架的方式完成固定。

进一步，屋顶型结构的侧面覆盖有若干可编程照明板，可以根据实际需求选择可编程照明板的数量，以保证待检测工件获得全方位的照明环境。

进一步，第一平面2、第二平面3可根据待检测工件的尺寸向下沿直线或折线延伸，以增加有效的照明面积。

进一步，照明模式包括可编程照明板不同的光源位置、形状、颜色及光照亮度。

进一步，可编程照明板采用彩色显示屏模块拼装组成。

进一步，彩色显示屏模块为彩色LED显示面板，每个彩色LED显示面板的每个LED灯能够独立调节，将其映射为图像的每个像素，通过输入指定图案的图像，实现调节照明环境光照的方位、形状、颜色和亮度。

此外，本发明还提供了一种基于可编程面阵光源模块的照明系统的搭建方法，具体包括如下步骤：

1)选择若干可编程照明板，在箱体1内部将所述可编程照明板拼装成一屋顶型结构，屋顶型结构包括固定连接的第一平面2和第二平面3，且两者之间的夹角为90°；

2)第一平面2和第二平面3之间留有用于放置摄像机4的区域，摄像机4与计算机5连接；

3)将可编程照明板通过控制器6及接口模块与计算机4相连接；

4)根据待检测工件的检测需求，计算机4通过控制器6实现对可编程照明板的照明模式进行调整，保证待检测工件与背景具有明显的差异，便于目标分割。

进一步，步骤2)中的第一平面2、第二平面3可根据待检测工件的尺寸向下沿直线或折线延伸。

进一步，可编程照明板采用彩色LED显示面板拼装组成。

进一步，步骤4)中的照明模式包括可编程照明板不同的光源位置、形状、颜色及光照亮度。

综上，本发明提供了一种基于可编程面阵光源模块的照明系统，利用市场上常用的低成本的彩色显示屏模块，组成紧凑的照明结构，且可以提供上、下、前、后、左、右全方位的照明覆盖；同时通过编程的方式形成符合机器视觉算法要求的多种位置、形状、颜色及亮度的局部照明环境。其中，照明环境的组成结构参见图2所示：

箱体1的内部分布有屋顶型结构，屋顶型结构包括第一平面2和第二平面3，且两者之间的夹角为90°，第一平面2、第二平面3分别包括若干可编程照明板；第一平面2和第二平面3之间留有用于放置摄像机4的区域。屋顶型结构的侧面采用几块彩色显示屏模块进行覆盖，根据实际需要可以是一块或者多块，以保证获得全方位的照明环境；为降低成本，照明模块可以选取市场上常见的LED显示屏模块，根据实际检测范围的大小可以采用多块按照图2进行拼接，保证覆盖上下左右前后各个方位。在实际检测工作中，取得最佳照明效果的原则是保证被检测工件与背景具有明显的差异，以便算法能够方便地加以分割区分。同样，作为通用的工业视觉照明环境，本发明可以通过软件编程的方式调整光源的方向、形状、颜色以及强度等，以达到最佳的效果。

综上，本发明提供的这种基于可编程面阵光源模块的照明系统，通过采用低成本的可编程照明板，经组装完成通用的工业视觉照明环境，每个照明板的每个LED灯可以独立调节，将其映射为图像的每个像素，通过输入指定图案的图像，实现调节照明环境光照的方位、形状、颜色和亮度，具有构成方便、价格低廉、改变容易、适应能力强等特点，适用范围广泛。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种基于可编程面阵光源模块的照明系统，其特征在于，包括箱体(1)，所述箱体(1)的内部分布有屋顶型结构，所述屋顶型结构包括固定连接的第一平面(2)和第二平面(3)，所述第一平面(2)、第二平面(3)分别包括若干可编程照明板；所述第一平面(2)和第二平面(3)之间留有用于放置摄像机(4)的区域，所述摄像机(4)与计算机(5)连接，所述计算机(5)控制摄像机(4)拍摄待检测工件的图像，所述计算机(5)还连接有控制器(6)，所述控制器(6)与可编程照明板连接，所述计算机(5)通过控制器(6)实现对可编程照明板的照明模式进行调整。

2.根据权利要求1所述的基于可编程面阵光源模块的照明系统，其特征在于，所述第一平面(2)和第二平面(3)之间的夹角为90°。

3.根据权利要求1所述的基于可编程面阵光源模块的照明系统，其特征在于，所述屋顶型结构的侧面覆盖有若干可编程照明板。

4.根据权利要求1所述的基于可编程面阵光源模块的照明系统，其特征在于，所述第一平面(2)、第二平面(3)可根据待检测工件的尺寸向下沿直线或折线延伸。

5.根据权利要求1所述的基于可编程面阵光源模块的照明系统，其特征在于，所述照明模式包括可编程照明板不同的光源位置、形状、颜色及光照亮度。

6.根据权利要求1所述的基于可编程面阵光源模块的照明系统，其特征在于，所述可编程照明板采用彩色显示屏模块拼装组成。

7.根据权利要求6所述的基于可编程面阵光源模块的照明系统，其特征在于，所述彩色显示屏模块为彩色LED显示面板，每个彩色LED显示面板的每个LED灯能够独立调节。

8.基于权利要求1-7任一项所述的基于可编程面阵光源模块的照明系统的搭建方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)选择若干可编程照明板，在箱体(1)内部将所述可编程照明板拼装成一屋顶型结构，所述屋顶型结构包括固定连接的第一平面(2)和第二平面(3)；

2)所述第一平面(2)和第二平面(3)之间留有用于放置摄像机(4)的区域，所述摄像机(4)与计算机(5)连接；

3)将所述可编程照明板通过控制器(6)及接口模块与计算机(4)相连接；

4)根据待检测工件的检测需求，所述计算机(4)通过控制器(6)实现对可编程照明板的照明模式进行调整，保证待检测工件与背景具有明显的差异，便于目标分割。

9.根据权利要求8所述的基于可编程面阵光源模块的照明系统的搭建方法，其特征在于，所述步骤2)中的第一平面(2)、第二平面(3)可根据待检测工件的尺寸向下沿直线或折线延伸。

10.根据权利要求8所述的基于可编程面阵光源模块的照明系统的搭建方法，其特征在于，所述步骤4)中的照明模式包括可编程照明板不同的光源位置、形状、颜色及光照亮度。