[发明专利]一种基于微光学器件的端到端光电检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于微光学器件的端到端光电检测方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一，目标物体（16）发出或反射出光学信息；

步骤二，微光学器件（3）对光学信息进行初步的信号处理；

步骤三，视觉传感器（5）采集经微光学器件（3）初步处理的图像，并直接分析得到所需要的光电检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于微光学器件的端到端光电检测方法，其特征是，在步骤二中，为了让微光学器件（3）实现更复杂的光学信号处理，微光学器件（3）采用了如下设计：

步骤a，先使用传统方法提取图像特征，然后通过专家进行确认和筛选以得到理想的图像特征集；

步骤b，给定光学仿真模拟图像；

步骤c，微光学器件（3）信号处理仿真模拟图像；

步骤d，然后通过视觉传感器（5）对仿真模拟图像进行图像预处理，并通过LBP局部二值模式得到微光学器件（3）图像特征集；

步骤e，微光学器件（3）图像特征集与理想图像特征集之间的距离计算得到目标函数：，其中GeometricDistance为微光学器件（3）图像特征集与理想图像特征集里特征中心的XYZ几何距离，Brightness Distance为特征中心像素的值。

3.根据权利要求2所述的一种基于微光学器件的端到端光电检测方法，其特征是，在步骤a中，提取图像特征的传统方法是二维图像的角点检测、边缘检测、LBP局部二值模式、MSER最大稳定外部区域、三维图像的角点检测和直线检测中的其中之一。

4.根据权利要求2所述的一种基于微光学器件的端到端光电检测方法，其特征是，所述视觉传感器（5）内设有神经网络输入层（12）、预处理子网络（13）、检测和分类子网络（14）、神经网络输出层（15），所述神经网络输入层（12）依次通过预处理子网络（13）、检测和分类子网络（14）与神经网络输出层（15）电连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于微光学器件的端到端光电检测方法，其特征是，所述视觉传感器（5）分析获取所需光电检测结果的具体流程如下：

步骤A，视觉传感器（5）采集原始图像；

步骤B，采集的原始图像通过神经网络输入层（12）输入，再通过预处理子网络（13）进行处理，然后通过检测和分类子网络（14）进行检测分析；

步骤C，光电检测分析结果通过神经网络输出层（15）输出。

6.一种基于微光学器件的端到端光电检测系统，其特征是，包括PCB基板（1）、支撑管（2）和微光学器件（3），所述PCB基板（1）上设有计算机片上系统（4）和视觉传感器（5），所述视觉传感器（5）通过PCB基板（1）与计算机片上系统（4）电连接，所述支撑管（2）的一端与PCB基板（1）固定连接，所述微光学器件（3）安装于支撑管（2）的另一端，所述视觉传感器（5）位于支撑管（2）内，所述微光学器件（3）的顶部位于支撑管（2）外，所述微光学器件（3）的底部位于支撑管（2）内且设有滤光层（6），所述滤光层（6）与微光学器件（3）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于微光学器件的端到端光电检测系统，其特征是，所述微光学器件（3）的顶部设有光学保护屏（7），所述光学保护屏（7）与微光学器件（3）固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于微光学器件的端到端光电检测系统，其特征是，所述微光学器件（3）包括玻璃基板（8），所述玻璃基板（8）的一侧设有微光学层（9），所述玻璃基板（8）通过微光学层（9）与光学保护屏（7）固定连接，所述滤光层（6）与玻璃基板（8）相对应的另一侧固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于微光学器件的端到端光电检测系统，其特征是，所述微光学层（9）的一侧设有AR镀膜（10），所述微光学层（9）通过AR镀膜（10）与光学保护屏（7）固定连接，所述微光学层（9）相对应的另一侧与玻璃基板（8）固定连接。