[发明专利]光学特征点发光强度自适应控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制装置，更确切地说，本发明涉及一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一门新兴的测量技术，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强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测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，使其发光强度是一确定值，并不伴随实际测量情况而改变，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，提供了一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1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1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1KΩ，电阻R₂的阻值为5.1KΩ。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明的目的在于克服传统方法只对光学特征点供给一个恒定的电流值，使其发光强度并不随测量实际情况改变，影响特征点的定位精度，最终影响视觉测量系统测量精度的缺陷，提供一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测量精度。

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强度的最主要因素。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，确保测量系统具有高的测量精度。

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口通讯，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100μs；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，测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，最终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。