一种多光源照度检测和矫正的自动控制系统的制作方法

本发明涉及自动控制技术领域，具体为一种多光源照度检测和矫正的自动控制系统。

背景技术：

光照度，单位勒克斯，表示被摄主体表面单位面积上接受到的光通量，简称照度，1勒克司相当于1流明/平方米，目前市面上有各种各样的测量光照度的照度计，照度计通常是由硒光电池或硅光电池配合滤光片和微安表组成，光电池是把光能直接转换成电能的光电元件，当光线射到硒光电池表面时，入射光透过金属薄膜到达半导体硒层和金属薄膜的分界面上，在界面上产生光电效应，产生的光生电流的大小与光电池受光表面上的照度有一定的比例关系，这时如果接上外电路，就会有电流通过，电流值从以勒克斯(lx)为刻度的微安表上指示出来，光电流的大小取决于入射光的强弱。

现有的照度计多为手持的照度计，需要人工操作测量，如果测量角度不准，测量照度值的结果也会发生变化，测量误差较大，误差控制较难，数据录入反馈也需要人工输入，对于多个发光物体组成的穹顶光源，测量准确性差，智能程度低，耗时长，更不能进行光照度的矫正，现有一些关于照度或亮度测量标定的发明，主要是利用照度计的原理，连接终端和自动测量的设备，这类仪器能自动测量得到多个光源的照度数据，并自动录入数据进行分析，但是不能动态追踪多位置、多角度的发光物体，不能准确快速获得发光物体的位置，无法对多位置、多角度的发光物体的测量结果用于发光物体光照度的自动矫正。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多光源照度检测和矫正的自动控制系统，以解决上述背景技术中提出的现有的照度计多为手持的照度计，需要人工操作测量，如果测量角度不准，测量照度值的结果也会发生变化，测量误差较大，误差控制较难，数据录入反馈也需要人工输入，对于多个发光物体组成的穹顶光源，测量准确性差，智能程度低，耗时长，更不能进行光照度的矫正，现有一些关于照度或亮度测量标定的发明，主要是利用照度计的原理，连接终端和自动测量的设备，这类仪器能自动测量得到多个光源的照度数据，并自动录入数据进行分析，但是不能动态追踪多位置、多角度的发光物体，不能准确快速获得发光物体的位置，无法对多位置、多角度的发光物体的测量结果用于发光物体光照度的自动矫正的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多光源照度检测和矫正的自动控制系统，包括穹顶光源检测模块，所述穹顶光源检测模块包括主支架、控制电路板、副支架、偏航电机、偏航支架、翻滚电机、翻滚支架和照度传感器，所述主支架的正上方安装有控制电路板，且主支架的右侧固定有副支架，同时副支架上固定有偏航电机，所述偏航电机顶部与偏航支架相连接，且偏航支架上安装有翻滚电机，同时翻滚电机右侧固定有翻滚支架，所述翻滚支架上安装有照度传感器。

优选的，所述穹顶光源检测模块通过数据线与计算机电性连接。

优选的，所述穹顶光源检测模块可通过螺栓与上方式支架相固定，且穹顶光源检测模块可通过螺栓与下方式支架相固定。

优选的，所述主支架与控制电路板通过螺栓固定。

优选的，所述偏航支架呈“l”型结构。

优选的，所述偏航电机与偏航支架构成转动机构。

优选的，所述翻滚电机与翻滚支架构成转动机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明检测硬件部分以模块化设计，方便安装在各种支架上，检测各种穹顶光源或者其他光源，本明发配合上方式支架可以检测作为半成品的穹顶光源，配合下方式支架可以检测已经组装成成品的仪器设备，配合不同的支架，本发明可以应用于穹顶光源相关产品的生产、检测、售后等各个环节，这个方式降低了测量误差，智能程度高，方便快捷，自动矫正穹顶光源中每个灯位的发光强度为统一值，并出具检测报告，检测灯位的入射角度，用于未知灯位的穹顶光源灯位信息获取，可以衡量穹顶的加工、组装精度、灯位是否错位，快速找到单灯质量、散热效果不达标等质量问题等；可以量化穹顶光源的灯位均匀程度和标准程度。

附图说明

图1为本发明穹顶光源检测模块结构示意图；

图2为本发明系统示意图结构示意图；

图3为本发明上方式检测方式结构示意图；

图4为本发明下方式检测方式结构示意图；

图5为本发明灯位追踪原理示意结构示意图；

图6为本发明灯位追踪程序流程结构示意图；

图7为本发明软件界面功能结构示意图。

图中：1、穹顶光源检测模块，2、数据线，3、主支架，4、控制电路板，5、副支架，6、偏航电机，7、偏航支架，8、翻滚电机，9、翻滚支架，10、照度传感器，11、上方式支架，12、穹顶光源，13、计算机，14、下方式支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种多光源照度检测和矫正的自动控制系统，包括穹顶光源检测模块1、数据线2、主支架3、控制电路板4、副支架5、偏航电机6、偏航支架7、翻滚电机8、翻滚支架9、照度传感器10、上方式支架11、穹顶光源12、计算机13和下方式支架14，穹顶光源检测模块1包括主支架3、控制电路板4、副支架5、偏航电机6、偏航支架7、翻滚电机8、翻滚支架9和照度传感器10，主支架3的正上方安装有控制电路板4，且主支架3的右侧固定有副支架5，同时副支架5上固定有偏航电机6，偏航电机6顶部与偏航支架7相连接，且偏航支架7上安装有翻滚电机8，同时翻滚电机8右侧固定有翻滚支架9，翻滚支架9上安装有照度传感器10。

本例的穹顶光源检测模块1通过数据线2与计算机13电性连接，通过usb接口数据线2与计算机13通信，数据线2接收控制软件的命令，并且将命令传达控制电路板4。

穹顶光源检测模块1可通过螺栓与上方式支架11相固定，且穹顶光源检测模块1可通过螺栓与下方式支架14相固定，穹顶光源检测模块1部分以模块化设计，上方式支架11和下方式支架14可以更换与穹顶光源检测模块1相固定，穹顶光源检测模块1方便安装在各种支架上，便于检测各种穹顶光源12或者其他光源，穹顶光源检测模块1配合上方式支架11可以检测作为半成品的穹顶光源12，穹顶光源检测模块1配合下方式支架14可以检测已经组装成成品的仪器设备，穹顶光源检测模块1可以应用于穹顶光源12相关产品的生产、检测、售后等各个环节。

主支架3与控制电路板4通过螺栓固定，控制电路板4主要功能控制6、偏航电机6、翻滚电机7和照度传感器10，接收控制软件的命令后，控制电路板4驱动翻滚电机7和偏航电机6的转动，使照度传感器10旋转到设定的俯仰、翻滚角，读取照度传感器10的照度值返回。

偏航支架7呈“l”型结构，“l”型结构偏航支架7便于照度传感器10全方位的进行转动，从而方便照度传感器10检测不同的朝向的光源。

偏航电机6与偏航支架7构成转动机构，偏航电机6带动偏航支架7转动，从而偏航电机6可以控制照度传感器10的偏航角，便于控制照度传感器10可以转动达到任意的朝向。

翻滚电机8与翻滚支架9构成转动机构，翻滚电机8带动翻滚支架9转动，翻滚电机8可以控制照度传感器10的翻滚角，便于控制照度传感器10可以转动达到任意的朝向。

本发明使用穹顶光源各个单灯的灯位和亮度矫正技术控制程序的如下：

首先控制软件向穹顶光源检测模块1发送某个灯位的位置信息，使照度传感器1指向该灯位；再通过“通用灯位控制接口”(通用灯位控制接口是本发明中定义的一个软件接口，可以读取、配置穹顶光源中每个灯位的相对功率等参数。不同的穹顶光源12驱动均具备这个软件接口)随机设定该灯位的两个相对功率值，并读取对应的两个照度值；然后根据这一组“相对功率—照度”值求出该灯位下照度和相对功率值得线性关系，并利用该关系估算出该灯位在需要矫正到的相对功率；在围绕该相对功率上下微调，使得该灯位的辐照度最接近需要矫正的值，最后通过通用灯位控制接口将该值设定为该灯位的默认相对功率值。

灯位检测技术方案：

根据照度定律可得照度计测得的照度值e为

其中λ为入射光向量，n为照度传感器10所在平面的法向量，k为常数。

如图5、图6所示，首先估计初始入射确定初始夹角θ1的值(如60°)，找到4个分布均匀的向量它们与张成的角为θ1；软件控制穹顶光源检测模块1分别转向这4个向量，并分别测照度为e1、e2、e3、e4；用最小二乘法估算新的入射向量具体为

将夹角θ2＝θ1/2；和上一次得到的入射向量比较，夹角是否小于设定值β(如1°)，如果小于设定值，将此入射向量转换为灯位向量，结束迭代，否则继续迭代。

工作原理：在使用该多光源照度检测和矫正的自动控制系统检测时，将上方式支架11与穹顶光源检测模块1相固定，穹顶光源检测模块1配合上方式支架11可以检测作为半成品的穹顶光源12，将下方式支架14与穹顶光源检测模块1相固定，穹顶光源检测模块1配合下方式支架14可以检测已经组装成成品的仪器设备，当穹顶光源检测模块1与上方式支架11或下方式支架14固定后，计算机13通过数据线2传递命令，数据线2接收控制软件的命令，并且将命令传达控制电路板4，控制电路板4接收控制软件的命令后，控制电路板4驱动翻滚电机7和偏航电机6的转动，使照度传感器10旋转到设定的俯仰、翻滚角，读取照度传感器10的照度值返回，配置检测区用可来控制检测设备，led灯测试配置区用来配置检测的内容，数据可视区可用来生成测试报告，且本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。