[发明专利]红外LED光源光笔测量系统自适应发光调节方法

权利要求书

1.一种红外LED光源光笔测量系统自适应发光调节方法，其特征是，采用双曝光采样技术对光笔发光图像进行采集，先采集一帧光靶标不发光的图像，再采集一帧光靶标发光时的图像，二者相减，得到最终图像；双曝光过程中采用自适应发光调节，自适应发光调节分两步进行，第一步，相机曝光时间粗调节，直接根据灰度分布，判断光斑图像过饱和还是成像过弱，通过调整相机曝光时间，直至光靶标光斑中心灰度的平均水平达到(G_min+G_max)/2附近，G_max、G_min分别为光斑中心像素最大最小灰度值；第二步，每个LED电流精调节，首先进行光斑中心定位和物像匹配，然后根据各光靶标成像实际状态，对应调节每个LED光靶标的电流大小，如果有LED电流需调节超过限定值时，通过进行曝光时间和所有LED发光电流联调的方法扩大调节范围，最终调节每个光斑的中心像素灰度g_i均满足G_ming_iG_max；具体步骤：

1)红外LED的理想成像状态为，光斑中心像素灰度值未饱和但同时要大于一定阈值，存在最大最小灰度值G_max、G_min限制；

2)根据成像芯片CCD或CMOS工作原理，光斑中心像素值大小与相机曝光时间以及LED电流大小均呈正比关系；

3)为保证良好发光特性，LED有最小和最大电流限制I_max,I_min；

设光靶标个数为N，自适应调节具体实施步骤为：

第一步：曝光时间粗调节，使所有光靶标整体达到理想状态附近，统计灰度图像中灰度值最大的c×N个点的灰度平均值g_mid，系数c取1-3，其代表了光靶标光斑中心灰度的平均水平，调节曝光时间直至g_mid达到(G_min+G_max)/2附近；

第二步：LED驱动电流精调节，使每个光靶标成像光斑都达到理想状态，首先根据图像进行光斑中心定位和物像匹配，然后提取每个光靶标的光斑中心灰度值g_i，根据中心灰度值大小调节其电流值当有光靶标电流即将低于限定阈值I_min时，联调相机曝光时间和各光源电流大小I_i＝I_i·k,T_exp＝T_exp/k，其中k＝I_max/max(I_i)保证调节后无LED电流超过上限I_max；当有光靶标电流即将高于限定阈值I_max时，联调相机曝光时间和各光源电流大小I_i＝I_i·k,T_exp＝T_exp/k，其中k＝I_min/min(I_i)保证调节后无LED电流超过下限I_min；依据上述方法调节至每个光斑的中心像素灰度均满足G_ming_iG_max。