专利名称：光学特征点发光强度自适应控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制装置，更确切地说，本发明涉及ー种光学特征点发光强度自适应控制装置。
背景技术：
基于光学特征点——红外发光二极管成像的视觉测量技术是ー门新兴的測量技术，该方法通过对光学特征点的成像坐标进行分析确定被测点的空间坐标。因此，光学特征点成像坐标的定位精度是影响视觉测量系统测量精度的决 定性因素。由于光学特征点发光強度又是影响其成像坐标定位精度的关键因素，所以为使视觉测量系统具有高的測量精度需对光学特征点的发光强度进行优化控制。传统的方法是对光学特征点供给恒定的电流值，使其发光强度是ー确定值，并不伴随实际測量情况而改变，影响光学特征点成像坐标的定位精度，从而最终影响视觉测量系统的测量精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了ー种光学特征点发光强度自适应控制装置。为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的所述的光学特征点发光强度自适应控制装置包括型号为PIC16F73的单片机、型号为X9313W的数字电位器、型号为LM324M的运算放大器、型号为S9013的三极管、电阻R1及电阻R2。型号为PIC16F73的单片机的11号引脚与型号为X9313W的数字电位器的7号引脚电线连接，型号为PIC16F73的单片机的25号引脚与26号引脚依次和型号为X9313W的数字电位器的2号引脚与I号引脚电线连接，型号为X9313W的数字电位器的3号引脚与电阻R2的一端电线连接，电阻R2的另一端与+5V电源电线连接，型号为X9313W的数字电位器的6号引脚与地电线连接，型号为X9313W的数字电位器的5号引脚与型号为LM324M的运算放大器的3号引脚电线连接，型号为LM324M的运算放大器的2号引脚与型号为S9013的三极管的发射极电线连接，型号为S9013的三极管的发射极通过电阻R1与地电线连接，型号为LM324M的运算放大器的I号引脚与型号为S9013的三极管的基极电线连接，型号为S9013的三极管的集电极通过被控的红外发光二极管LED与+5V电源电线连接。技术方案中所述的电阻R1的阻值为IK Ω，电阻R2的阻值为5· 1ΚΩ。与现有技术相比本发明的有益效果是I.本发明的目的在于克服传统方法只对光学特征点供给ー个恒定的电流值，使其发光强度并不随測量实际情况改变，影响特征点的定位精度，最終影响视觉測量系统测量精度的缺陷，提供ー种光学特征点发光强度自适应控制装置使其发光强度随测量实际情况而改变，从而确保特征点具有高的定位精度，确保视觉测量系统具有高的測量精度。2.本发明提出的光学特征点发光强度自适应控制装置结构简单、成本低、精度高、可靠性好。
3.光电特性和温度特性是影响光学特征点——红外发光二极管发光強度的最主要因素。根据红外发光二极管的光电特性和温度特性可知，在特定的温度范围内其发光强度与发光电流近似成正比关系，因此可以通过对红外发光二极管的工作温度和发光电流进行优化控制使红外发光二极管的发光强度跟随实际测量情况而变，确保測量系统具有高的測量精度。
4.由于发光电流过大和点亮时间过长是导致红外发光二极管工作温度过高的主要因素，所以优化控制其发光电流和点亮时间是控制其工作温度的最行之有效的措施。红外发光二极管的点亮控制通过上位PC机来控制下位单片机实现，PC机与单片机之间采用高波特率进行串ロ通讯，通讯指令为单字节或三字节指令，因而单次通讯时间通常小于100 μ S ;同时为控制背景噪声，摄像机的曝光时间应小于20ms，这样就基本上可以将红外发光二极管的点亮时间控制在摄像机的曝光的瞬间内，从而实现红外发光二极管的瞬间点亮。另外，測量系统实际工作时红外发光二极管的发光电流小于40mA，远远小于其最大工作电流，这样通过上述方法就可以实现对红外发光二极管的小电流瞬间点亮控制，将其工作温度控制在理想的工作温度范围内，这样就可以实现红外发光二极管的发光强度与发光电流的正比关系。5.红外发光二极管发光电流调整方法基于电流源电路的工作原理，利用通用运算放大器和三极管构成电压跟随器，实现在负载一定的情况下输出电流与输入电压成正比，并通过数字电位器调整电压跟随器输入电压的大小，最終实现对红外发光二极管发光电流的精确调整，从而实现对红外发光二极管的发光强度的优化控制。
下面结合附图对本发明作进ー步的说明图I为本发明所述的光学特征点即被控的红外发光二极管LED的发光强度自适应控制装置的结构及工作原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细的描述參阅图1，光学特征点(即被控的红外发光二极管LED)发光强度自适应控制装置由型号为PIC16F73的单片机、型号为X9313W的数字电位器、型号为LM324M的运算放大器、型号为S9013的三极管、电阻R1及电阻R2构成。电路的基本工作原理是利用型号为LM324M的运算放大器和型号为S9013的三极管构成电压跟随器。其中，型号为PIC16F73的单片机的11号引脚与型号为X9313W的数字电位器的7号引脚电线连接，提供型号为X9313W的数字电位器的选通信号；型号为PIC16F73的单片机的25号引脚与26号引脚依次和型号为X9313W的数字电位器的2号引脚与I号引脚电线连接，调整型号为X9313W的数字电位器输出阻值的大小；型号为X9313W的数字电位器的3号引脚与阻值5. IKΩ的电阻R2的一端电线连接，电阻R2的另一端与+5V电源电线连接，为型号为LM324M的运算放大器提供输入；型号为X9313W的数字电位器的6号引脚与地电线连接；型号为X9313W的的5号引脚与型号为LM324M的运算放大器的3号引脚电线连接；型号为LM324M的运算放大器的2号引脚与型号为S9013的三极管的发射极电线连接，型号为S9013的三极管的发射极通过阻值IK Ω的电阻R1与地电线连接；型号为LM324M的运算放大器的I号引脚与型号为S9013的三极管的的基极电线连接；型号为S9013的三极管的集电极通过被控的红外发光二极管LED与+5V电源电线连接。控制电路根据型号为LM324M的运算放大器“虚短”或“虚断”的工作原理即vi+ ^ Vi-,则电阻R1上的电流I1 ^ ViR1 = ViVR1 = ViVR1不会来自型号为LM324M的运算放大器的负输入端，而是来自型号 为S9013的三极管的发射扱，故型号为S9013的三极管导通，且V。。> V。。根据发射极正偏，集电极反偏，则型号为S9013的三极管导通的性质得到光学特征点上的发光电流近似为Il =エ1。型号为X9313W的数字电位器是由100个电阻单元组成的电阻器阵列，在每个电阻単元的两端之间有可被抽头触点访问的滑动端，通过型号为PIC16F73的单片机根据上位机发送的控制信息自动控制型号为X9313W的数字电位器滑动端的位置调整其输出电阻的大小，从而调整电压即型号为LM324M的运算放大器的给定电压Vi+的大小，从而调整光学特征点——被控的红外发光二极管LED发光电流的大小，最终实现对光学特征点--被控的红外发光二极管LED发光强度精确控制。
权利要求
1.ー种光学特征点发光强度自适应控制装置，其特征在于，所述的光学特征点发光强度自适应控制装置包括型号为PIC16F73的单片机、型号为X9313W的数字电位器、型号为LM324M的运算放大器、型号为S9013的三极管、电阻R1及电阻R2 ； 型号为PIC16F73的单片机的11号引脚与型号为X9313W的数字电位器的7号引脚电线连接，型号为PIC16F73的单片机的25号引脚与26号引脚依次和型号为X9313W的数字电位器的2号引脚与I号引脚电线连接，型号为X9313W的数字电位器的3号引脚与电阻R2的一端电线连接，电阻R2的另一端与+5V电源电线连接，型号为X9313W的数字电位器的6号引脚与地电线连接，型号为X9313W的数字电位器的5号引脚与型号为LM324M的运算放大器的3号引脚电线连接，型号为LM324M的运算放大器的2号引脚与型号为S9013的三极管的发射极电线连接，型号为S9013的三极管的发射极通过电阻R1与地电线连接，型号为LM324M的运算放大器的I号引脚与型号为S9013的三极管的基极电线连接，型号为S9013的三极管的集电极通过被控的红外发光二极管LED与+5V电源电线连接。
2.按照权利要求I所述的光学特征点发光强度自适应控制装置，其特征在于，所述的电阻R1的阻值为IK Ω，电阻R2的阻值为5. IK Ω。
全文摘要
本发明公开了一种光学特征点发光强度自适应控制装置，该装置包括单片机、数字电位器、运算放大器、三极管、电阻R1及电阻R2。单片机的11号引脚与数字电位器的7号引脚电连接，单片机的25号引脚与26号引脚和数字电位器的2号引脚与1号引脚电连接，数字电位器的3号引脚与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端与+5V电源电连接，数字电位器的6号引脚接地，数字电位器的5号引脚与运算放大器的3号引脚电连接；运算放大器的2号引脚与三极管的发射极电连接，三极管的发射极与电阻R1的一端电连接，R1的另一端接地；运算放大器的1号引脚与三极管的基极电连接；三极管的集电极通过被控的红外发光二极管LED与+5V电源电连接。
文档编号G05D25/02GK102692941SQ20121017895
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者乔羽, 刘长英, 李机智, 王天皓 申请人:吉林大学