基于PWM的LED機(jī)器視覺光源技術(shù)的研究.pdf

1、LED具有環(huán)保、壽命長、低功耗等特性，近年來在機(jī)器視覺領(lǐng)域快速地應(yīng)用和發(fā)展，LED驅(qū)動(dòng)電路的研究和設(shè)計(jì)也成為關(guān)注的焦點(diǎn)。本課題設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于神光III原型裝置靶場光電及控制系統(tǒng)中，監(jiān)測儀和傳感器的CCD用作在線觀測靶場、攝取圖像并進(jìn)行圖像處理，現(xiàn)場光線強(qiáng)弱對圖像的分析和處理具有十分重要的作用，為此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了綠光（波長在525nm左右）LED照明光源系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)光強(qiáng)可以靈活改變圖像的亮度和對比度。
　　本課題根據(jù)靶場內(nèi)監(jiān)測

2、儀和傳感器的光學(xué)系統(tǒng)照明需求，制定了光源的設(shè)計(jì)指標(biāo)，如工作距范圍、照明區(qū)域和LED的傾斜角度等參數(shù)，提出了碗型圓周陣列排布的光源設(shè)計(jì)方案，利用MatLab軟件進(jìn)行圖像處理和理論計(jì)算，借助TracePro光學(xué)軟件分析光源照度分布特點(diǎn)，設(shè)計(jì)電路并搭建光路，并對光源設(shè)計(jì)進(jìn)行合理性驗(yàn)證。同時(shí)通過研究脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation,PWM）技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，由此設(shè)計(jì)基于脈沖寬度調(diào)制的LED電源驅(qū)動(dòng)器，編寫Verilog語

3、言并運(yùn)用Modelsim和ISE軟件進(jìn)行程序的仿真和綜合，實(shí)現(xiàn)光源的手動(dòng)調(diào)節(jié)方式；規(guī)定PC機(jī)與單片機(jī)的通信協(xié)議，PC機(jī)通過RS-232總線與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)異步全雙工的數(shù)據(jù)收發(fā)模式，利用現(xiàn)場可編程邏輯器件（Field Programmable Logic Array,FPGA）實(shí)現(xiàn)程控方式自動(dòng)調(diào)節(jié)照明光源的光強(qiáng)。通過上述方法改善神光III原型裝置靶場光電及控制系統(tǒng)中監(jiān)測儀和傳感器的CCD光照環(huán)境，提高圖像品質(zhì)，為圖像處理后數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性