一种光源控制方法及装置与流程

本发明涉及机器视觉光源技术领域，更具体地说，涉及一种光源控制方法及装置。

背景技术：

随着劳动力成本的上升，工业自动化程度逐年提高，机器视觉在其中发挥了巨大作用，其应用从最初的检测、生产监视、零件识别发展到尺寸检测、三维扫描，再到人工智能等等，其影响力还在逐步上升。

一个典型的视觉系统应包括图像采集、光源系统、图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块，而一个视觉系统的成败主要取决于能否对要求检测的图像特征进行提取，其中最核心的技术难点就是检测特征是否明显，一个好的光源能让特征尽可能的明显，在物体需要检测的部分与非检测部分之间尽可能产生明显的对比度，所以光源是一个视觉系统成败的关键。但是现有技术中在对图像特征进行提取时所使用的光源通常为预先设定的具有统一规格的光源，但是发明人发现，这种光源并不能很好的适用于不同的环境，因此，采用这种光源进行图像特征提取时容易出现提取失败的情况。

综上所述，如何提供一种能够适应不同环境的光源，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光源控制方法及装置，以提供一种能够适应不同环境的光源。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光源控制方法，包括：

接收管理终端发送的光源等级信息，所述光源等级信息包括各光源分别对应的颜色等级及全部光源对应的光强等级；

基于所述光源等级信息生成对应的光源控制信号，利用所述光源控制信息对所述光源进行控制，以使各光源发出与所述光强等级及对应的所述颜色等级对应的光。

优选的，基于所述光源等级信息生成对应的光源控制信号，包括：

基于各光源对应的颜色等级及全部光源对应的所述光强等级计算出与各光源对应的控制电压；

对所述各光源对应的控制电压分别进行滤波放大，得到与各光源对应的光源控制信号。

优选的，基于各光源对应的颜色等级及全部光源对应的所述光强等级计算出与各光源对应的控制电压，包括：

基于各光源对应的颜色等级及所述光强等级按照预设公式计算出红色光源、绿色光源及蓝色光源分别对应的比较差值f1、f2及f3，其中，所述颜色等级及所述光源等级均为大于或等于0且小于或等于255的值；

若f1>0、f2>0且f3>0，则i1＝f1，i2＝i1*a2/a1，i3＝i1*a3/a1；若f1>0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝f1，i2＝0，i3＝0；若f1>0、f2>0且f3<＝0，则i1＝f1，i2＝i1*a2/a1，i3＝0；若f1>0、f2<＝0且f3>0，则i1＝f1，i2＝0，i3＝i1*a3/a1；若f1<0、f2>0且f3>0，则i1＝0，i2＝f2，i3＝i2*a3/a2；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i2＝i3＝0；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i3＝0，i2＝f2；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i2＝0,i3＝f3；其中，a1、a2及a3分别表示红色光源、绿色光源及蓝色光源对应的颜色等级；

确定与i1、i2及i3分别对应的电压值为分别与红色光源、绿色光源及蓝色光源对应的控制电压。

一种光源控制装置，包括：

接收模块，用于接收管理终端发送的光源等级信息，所述光源等级信息包括各光源分别对应的颜色等级及全部光源对应的光强等级；

控制模块，用于基于所述光源等级信息生成对应的光源控制信号，利用所述光源控制信息对所述光源进行控制，以使各光源发出与所述光强等级及对应的所述颜色等级对应的光。

优选的，所述控制模块包括：

计算模块，用于基于各光源对应的颜色等级及全部光源对应的所述光强等级计算出与各光源对应的控制电压；

滤波放大电路，用于对所述各光源对应的控制电压分别进行滤波放大，得到与各光源对应的光源控制信号。

优选的，所述计算模块包括：

单片机，用于基于各光源对应的颜色等级及所述光强等级按照预设公式计算出红色光源、绿色光源及蓝色光源分别对应的比较差值f1、f2及f3，其中，所述颜色等级及所述光源等级均为大于或等于0且小于或等于255的值；若f1>0、f2>0且f3>0，则i1＝f1，i2＝i1*a2/a1，i3＝i1*a3/a1；若f1>0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝f1，i2＝0，i3＝0；若f1>0、f2>0且f3<＝0，则i1＝f1，i2＝i1*a2/a1，i3＝0；若f1>0、f2<＝0且f3>0，则i1＝f1，i2＝0，i3＝i1*a3/a1；若f1<0、f2>0且f3>0，则i1＝0，i2＝f2，i3＝i2*a3/a2；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i2＝i3＝0；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i3＝0，i2＝f2；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i2＝0,i3＝f3；其中，a1、a2及a3分别表示红色光源、绿色光源及蓝色光源对应的颜色等级；确定与i1、i2及i3分别对应的电压值为分别与红色光源、绿色光源及蓝色光源对应的控制电压。

优选的，所述单片机具体为atmega2560单片机。

优选的，atmega2560单片机的输出端与所述滤波放大电路之间连接有对应的限流电阻。

优选的，所述接收模块包括RS232串口。

优选的，各光源均为5050RGB滴胶防水软灯条。

本发明提供了一种光源控制方法及装置，其中该方法包括：接收管理终端发送的光源等级信息，所述光源等级信息包括各光源分别对应的颜色等级及全部光源对应的光强等级；基于所述光源等级信息生成对应的光源控制信号，利用所述光源控制信息对所述光源进行控制，以使各光源发出与所述光强等级及对应的所述颜色等级对应的光。本申请公开的技术方案中，当需要对光源发出的光进行调节时，管理人员可以通过管理终端发送光源等级信息，进而基于该光源等级信息生成对应的光源控制信号，以控制对应光源实现与光源等级信息对应的光强等级及颜色等级，由此，能够在不同的环境中通过上述技术方案对光源实现不同光源等级及颜色等级的控制，进而使得光源能够适应不同环境，保证对于图像特征的有效检测及提取。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光源控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种光源控制方法中对控制电压进行滤波放大的实现原理图；

图3为本发明实施例提供的一种光源控制装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种光源控制装置中单片机及滤波放大电路的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种光源控制装置中管理终端控制界面的示意图。

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，其示出了本发明实施例提供的一种光源控制方法的流程图，可以包括：

S11：接收管理终端发送的光源等级信息，光源等级信息包括各光源分别对应的颜色等级及全部光源对应的光强等级。

其中，各光源可以包括具有不同颜色的光源，当颜料浓度不同时，导致颜色会有对应的色阶，也即颜色等级，本申请中颜色等级指光源发出的光具有其对应颜色的浓度，而光强即为发光强度，按照实际需要可以将颜色的浓度及光强分为不同等级，形成对应的颜色等级及光强等级。当需要对光源发出的光根据实际环境进行调节时，可以由管理人员通过管理终端发送所需的光源等级信息。

S12：基于光源等级信息生成对应的光源控制信号，利用光源控制信息对光源进行控制，以使各光源发出与光强等级及对应的颜色等级对应的光。

基于光源等级信息生成对应的光源控制信号，并将光源控制信号发送至各光源，以控制各光源发出的光的光强与光强等级对应，发出的光的颜色浓度与对应颜色等级对应，从而实现对光源的颜色浓度及光强的调节。

本申请公开的技术方案中，当需要对光源发出的光进行调节时，管理人员可以通过管理终端发送光源等级信息，进而基于该光源等级信息生成对应的光源控制信号，以控制对应光源实现与光源等级信息对应的光强等级及颜色等级，由此，能够在不同的环境中通过上述技术方案对光源实现不同光源等级及颜色等级的控制，进而使得光源能够适应不同环境，保证对于图像特征的有效检测及提取。

本发明实施例提供的一种光源控制方法，基于光源等级信息生成对应的光源控制信号，可以包括：

基于各光源对应的颜色等级及全部光源对应的光强等级计算出与各光源对应的控制电压；

对各光源对应的控制电压分别进行滤波放大，得到与各光源对应的光源控制信号。

基于颜色等级及光强等级计算出与每个光源分别对应的控制电压，进而对该控制电压进行滤波放大，得到对应光源控制信号，其中对控制电压进行滤波也即将控制电压作为需要被滤波的输入电压的实现原理可以如图2所示，设滤波器的输入电压为ex输出电压为ey，则对应滤波器实现电路的微分方程为：

这是一个典型的一阶系统，令τ＝RC，称之为时间常数，对上式取拉氏变换，可得到：

τse_y+e_y＝e_x

令

H(s)是传递函数，具体可以表示为：

或

其幅频、相频特性公式为：

分析可知，当频率f很小时，A(f)＝1，信号不受衰减，能够通过滤波器，当f很大时，A(f)＝0，信号完全被阻挡，不能通过滤波器，从而通过该低通滤波器，实现滤除高频震荡的功能。后续再将滤波得到的电压按照根据实际需要预先设定的比例进行放大，从而通过对控制电压的滤波放大保证了对于对应光源的有效控制。

本发明实施例提供的一种光源控制方法，基于各光源对应的颜色等级及全部光源对应的光强等级计算出与各光源对应的控制电压，可以包括：

基于各光源对应的颜色等级及光强等级按照预设公式计算出红色光源、绿色光源及蓝色光源分别对应的比较差值f1、f2及f3，其中，颜色等级及光源等级均为大于或等于0且小于或等于255的值；

若f1>0、f2>0且f3>0，则i1＝f1，i2＝i1*a2/a1，i3＝i1*a3/a1；若f1>0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝f1，i2＝0，i3＝0；若f1>0、f2>0且f3<＝0，则i1＝f1，i2＝i1*a2/a1，i3＝0；若f1>0、f2<＝0且f3>0，则i1＝f1，i2＝0，i3＝i1*a3/a1；若f1<0、f2>0且f3>0，则i1＝0，i2＝f2，i3＝i2*a3/a2；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i2＝i3＝0；若f1<＝0、f2>0且f3<＝0，则i1＝i3＝0，i2＝f2；若f1<＝0、f2<＝0且f3>0，则i1＝i2＝0,i3＝f3；其中，a1、a2及a3分别表示红色光源、绿色光源及蓝色光源对应的颜色等级；

确定与i1、i2及i3分别对应的电压值为分别与红色光源、绿色光源及蓝色光源对应的控制电压。

其中，可以按照下列公式分别计算f1、f2及f3：

f1＝a1-(255-a4)

f2＝a2-(255-a4)

f3＝a3-(255-a4)

上式中的a4表示光强等级。

另外需要说明的是，得到i1、i2及i3之后，如果其中存在非整数，则按照四舍五入或者其他根据实际需要设定的原则对非整数进行取整，得到对应的整数，进而根据该整数确定出对应的控制电压。i1、i2及i3分别与控制电压对应关系可以根据实际需要进行设定，在此不再赘述。另外，将红色光源、绿色光源及蓝色光源发出的光均分别0到255级，其中0级表示对应的光颜色最浅，255级表示对应的光颜色最深，而光强的0级表示对应的光最暗，255级表示对应的光最亮。根据上述方法，能够准确有效的得到各个光源的控制电压，进而基于各个光源的控制电压对光源实现有效控制。

本发明实施例还提供了一种光源控制装置，如图3所示，可以包括：

接收模块11，用于接收管理终端发送的光源等级信息，光源等级信息包括各光源分别对应的颜色等级及全部光源对应的光强等级；

控制模块12，用于基于光源等级信息生成对应的光源控制信号，利用光源控制信息对光源进行控制，以使各光源发出与光强等级及对应的颜色等级对应的光。

本发明实施例提供的一种光源控制装置，控制模块可以包括：

计算模块，用于基于各光源对应的颜色等级及全部光源对应的光强等级计算出与各光源对应的控制电压；

滤波放大电路，用于对各光源对应的控制电压分别进行滤波放大，得到与各光源对应的光源控制信号。

本发明实施例提供的一种光源控制装置，计算模块可以包括：

单片机，用于基于各光源对应的颜色等级及光强等级按照预设公式计算出红色光源、绿色光源及蓝色光源分别对应的比较差值f1、f2及f3，其中，颜色等级及光源等级均为大于或等于0且小于或等于255的值；若f1>0、f2>0且f3>0，则i1＝f1，i2＝i1*a2/a1，i3＝i1*a3/a1；若f1>0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝f1，i2＝0，i3＝0；若f1>0、f2>0且f3<＝0，则i1＝f1，i2＝i1*a2/a1，i3＝0；若f1>0、f2<＝0且f3>0，则i1＝f1，i2＝0，i3＝i1*a3/a1；若f1<0、f2>0且f3>0，则i1＝0，i2＝f2，i3＝i2*a3/a2；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i2＝i3＝0；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i3＝0，i2＝f2；若f1<0、f2<＝0且f3<＝0，则i1＝i2＝0,i3＝f3；其中，a1、a2及a3分别表示红色光源、绿色光源及蓝色光源对应的颜色等级；确定与i1、i2及i3分别对应的电压值为分别与红色光源、绿色光源及蓝色光源对应的控制电压。

本发明实施例提供的一种光源控制装置，单片机具体可以为atmega2560单片机。

利用该单片机实现上述计算，具有计算速度快，结果准确等优点，当然也可以根据实际需要进行其他设定，均在本发明的保护范围之内。

本发明实施例提供的一种光源控制装置，atmega2560单片机的输出端与滤波放大电路之间可以连接有对应的限流电阻。

atmega2560单片机与滤波放大电路的示意图可以如图4所示，该图中除atmega2560单片机、R1、R2、R3及led之外的其余电路即为上述滤波放大电路，其中R1、R2及R3分别代表对应不同光源的限流电阻，从而能够保证电路安全性及可靠性。具体的，atmega2560单片机P0.4、P0.5、P0.6三路输出，经过限流电阻R1、R2、R3，而后接入对应三极管基极，对应三极管的集电极连接RC滤波电路，而后接入对应场效应管栅极(N mos管栅极)，当信号经RC滤波电路流向场效应管栅极时，在场效应管的栅源极之间会产生一个电压Vgs且Vgs>Vt，其中Vt为场效应管栅极的导通电压，此时场效应管导通，否则场效应管断开，从而实现开关作用控制电路的通断，进而控制对应的光源的亮、灭及颜色等级、光强等级等，本实施例图4中的三路分别用于控制红色led、绿色led、蓝色led。另外需要说明的是，图4所示的除atmega2560单片机及R1、R2及R3滤波放大电路为基于图2所示原理进行实现的具体实现方式之一，当然只要能够实现图2所示原理的其他电路均在本发明的保护范围之内。本发明实施例提供的一种光源控制装置，接收模块可以包括RS232串口。

通过RS232串口实现管理终端与光源控制装置的通信，能够保证数据传输的高速准确性，当然还可以根据实际需要进行其他设定，均在本发明的保护范围之内。

对应的，管理终端用于输入光强等级及颜色等级的MFC数字操作界面可以如图5所示，首先，可以打开串口通信，让管理终端与单片机进行通信，LED光源通电发光，接着可以根据实际需求调节光源颜色及其强度，通过0～255级调节红、绿、蓝滑块改变单路LED光的颜色浓度，实现光源颜色改变，通过0～255级调节三路LED光强滑块，实现光源强度控制。具体的，图5中为将红光调至最高级255级，绿光155级、蓝光205级，光强为237级，应用到实际案例中。

本发明实施例提供的一种光源控制装置，各光源均可以为12V、5050RGB滴胶防水软灯条。从而使得光源防水且易安装。

本发明实施例提供的上述技术方案能够实现完全数字化控制、人机交互、同时能够由管理人员通过管理终端实现对光源的远程控制，且基于PWM技术实现LED光源亮度、颜色256级连续可调，增加机器视觉系统对环境的适应性，提高系统的稳定性。另外，对于本发明实施例提供的一种光源控制装置中对应部分的说明请参见本发明实施例提供的一种光源控制方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域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。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。