一种相机光强自动调节装置制造方法
【专利摘要】本发明属于摄影测量【技术领域】，具体涉及一种相机光强自动调节装置。其包括相机、固定偏振片、测速机、空心轴电机、旋转偏振片及配套电路；图形采集及处理计算机采集图像信息并解算背景灰度值；灰度信号采集电路采集灰度信号并输入到比较电路2与设定的目标灰度值比较；比较值通过比例调节电路后作为速度环设定值；测速机测量得到空心轴电机的旋转速度，通过测速机信号采集电路采集后，输入到比较电路1，该速度值与速度环设定值进行比较，解算获得电机速度偏差；由控制电路将偏差信号进行解算，形成控制信号，经过功率放大电路后，传输给电机驱动电路驱动空心轴电机旋转；该过程循环进行，不断修正空心轴电机的角度位置，实现控制偏振片偏转角度。
【专利说明】一种相机光强自动调节装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于摄影测量【技术领域】，具体涉及一种相机光强自动调节装置。
【背景技术】
[0002] 摄影测量技术在科学技术及工业生产中已有广泛应用，但光学测量对背景光要求 比较严格，需要严格控制背景光线强度或通过调整镜头光圈来改善图像质量。但在背景光 随时间快速变化的场合，为了避免过暗或过亮现象，保证图像采集效果，需要设计专门的光 强自动调节机构。常用的调节方法为调整光圈法和偏振片调节法，但光圈的改变需要调整 镜头实现，但摄影测量均需要对相机的镜头畸变进行标定，改变镜头会影响标定效果，降低 测量精度。
[0003] 利用偏振原理的调光结构具有良好的效果，且对光照强度的调节范围较大。偏振 片结构由两张偏振片紧贴在一起形成，其中一张固定不动，另一张旋转时，两张偏振片的夹 角将发生变化。自然光是一种电磁波，具有横波的偏振特性。设在平面振动的光矢量A，在 X、y方向的振幅分别为Ax与Ay，振动相位差为S，设经过第一片偏振片后偏振最大透振方 向PM与x轴夹角为0，并设Pm为与PM正交的方向。如图1所示。
[0004] 假设理想偏振片最大振幅透过率为1，最小振幅透过率为0,则透射光强 为
【权利要求】
1. 一种相机光强自动调节装置，其特征在于：该装置包括相机（1)、固定偏振片（4)、 测速机（5)、空心轴电机（6)、旋转偏振片（7)及配套电路；所述固定偏振片（4)安装在相机 (1)的镜头（3)上，旋转偏振片（7)与空心轴电机（6)的内轴固定，且空心轴电机（6)与相 机（1)的光轴调整至同轴，空心轴电机（6)转动时，旋转偏振片（7)与固定偏振片（4)之间 的夹角发生变化，实现调整相机（1)的入射光强，测速机（5)实时测量空心轴电机（6)转速， 并转化为模拟电信号传输给图形采集及处理计算机；所述配套电路包括图形采集及处理计 算机、灰度信号采集电路、比较电路1、比较电路2、比例调节电路、测速机信号采集电路、控 制电路、功率放大电路、电机驱动电路；所述图形采集及处理计算机与相机连接，采集图像 信息并解算背景灰度值；所述灰度信号采集电路与图形采集及处理计算机连接，采集灰度 信号并输入到比较电路2与设定的目标灰度值比较；比较值通过比例调节电路后作为速度 环的设定值；测速机（5)测量得到空心轴电机（6)的旋转速度，通过测速机信号采集电路采 集后，输入到比较电路1，该速度值与速度环设定值进行比较，解算获得电机速度偏差；由 控制电路将偏差信号进行解算，形成控制信号，经过功率放大电路后，传输给电机驱动电路 驱动空心轴电机（6)旋转；该过程循环进行，不断修正空心轴电机（6)的角度位置，实现控 制偏振片偏转角度的目的。
2. 根据权利要求1所述的相机光强自动调节装置，其特征在于：所述测速机信号采集 电路、比较电路1、控制电路、功率放大电路、电机驱动电路构成速率回路，用于对空心轴电 机（6)进行局部的反馈校正：一方面对于回路中的轴系摩擦进行抑制，另一方面如果带宽 分配合理，速度回路反馈可以设计成深度负反馈，以改善对象特征，减小空心轴电机（6)自 身特性对主回路控制系统设计的难度，使得系统具有一定的鲁棒性。
3. 根据权利要求1所述的相机光强自动调节装置，其特征在于：所述图形采集及处理 计算机、灰度信号采集电路、比较电路2、比例调节电路、比较电路1、控制电路、功率放大电 路、电机驱动电路构成位置回路，通过灰度的反馈值与设定值的比较实现偏差量的计算，根 据计算结果得偏振片结构的控制误差，送入空心轴电机（6)的控制系统，保证对设定灰度值 的跟随性能。
4. 根据权利要求1所述的相机光强自动调节装置，其特征在于：所述配套电路全部采 用单片机以数字形式实现，所述测速机信号采集电路由A/D构成，所述灰度信号采集电路 由串口构成，所述比较电路1、比较电路2和控制电路的运算单元由单片机构成，控制电路 输出的控制信号通过D/A输给驱动电路，各类状态数据通过DIO进入单片机，单片机完成速 度采集、灰度数据接收、旋转角度解算、数字信号处理、异常信号保护等各种功能的计算和 状态的判别。
【文档编号】H04N5/235GK104427253SQ201310368326
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】孙增玉, 梁雅军, 宋金城, 郭磊, 高越 申请人:北京航天计量测试技术研究所, 中国运载火箭技术研究院