基于线阵CCD相机的条形光源照度分布检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是基于线阵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。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机器视觉和光学工程
，用于检测条形光源的照度分布一致性。
技术介绍
在机器视觉系统中，照明光源是系统关键的部分之一，直接关系到系统整体性能指标，甚至是系统的成败，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为典型的机器视觉系统。条形光源在线阵相机检测系统中是一种常用光源，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。
技术实现思路
本技术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。本技术提供的基于线阵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，(XD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。本技术的创新点和优点: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，图像数据经测量系统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是机器视觉系统图。图2是基于线阵CXD相机的条形光源照度分布检测装置。图3光源照度检测系统结构示意图。图中，I是旋转光源，2是传送带，3是(XD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，本技术提供的基于线阵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I,传送带2, (XD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。本技术检测装置主要单元可分成:(I)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CXD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。本技术的使用过程:在进行光源照度检测实验时，利用本技术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:I)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CXD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CXD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) CXD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。权利要求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，(XD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。专利摘要本技术是基于线阵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。文档编号G01M11/02GK202938985SQ201220611340公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日专利技术者朱均超, 张宝峰, 刘娜 申请人:天津理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱均超，张宝峰，刘娜，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：新型
国别省市：天津;12