一种可编程变角度光源系统

1.本实用新型涉及工业光源技术领域，尤其涉及一种可编程变角度光源系统。


背景技术：

2.在机械加工过程中，受到待加工零部件复杂结构特性影响，实际纹理采集过程可能被遮挡、阴影、光强分布不均匀问题严重影响；高质量的铣削纹理采集与测量需要工业光源设计满足工业检测环境中，对工件镜面反射亮斑、哑光、光强分布不均问题，以及复杂零部件潜在的阴影、遮挡影响等问题的发现。到目前为止，尚未有完全解决以上所述涉及所有问题的照明方法与光源装置。
3.现有公开的照明系统以及光源系统提出的fpga可编程照明系统能够变角度、照明孔径的改变体式角等成像参数，但存在的缺陷为fpga逻辑门程序设计复杂，且作为工业光源控制器，硬件体积过大。
4.因此，本领域技术人员致力于开发一种可编程变角度光源系统，旨在解决现有工业检测过程中存在的缺陷问题。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是现有工业检测过程中，存在对工件镜面反射亮斑、哑光、光强分布不均问题，以及复杂零部件潜在的阴影、遮挡影响等问题的无法有效发现的缺陷。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种可编程变角度光源系统，包括编程模块、频闪照明模块以及led模组；
7.所述编程模块包括边缘计算硬件、蓝牙发送模块两部分；
8.所述频闪照明模块包括直流电源、供电模块、频闪信号接收与解码模块；所述供电模块包括type-c接口、稳压模块、快充协议芯片；所述频闪信号接收与解码模块包括蓝牙接收、解码模块、led控制器；
9.所述边缘计算硬件通过串口与蓝牙发送模块连接，通过蓝牙发送模块与频闪照明模块的蓝牙接收连接传送信号；所述直流电源通过type-c接口连接与供电模块实现连接；所述频闪照明模块的供电模块、频闪信号接收与解码模块连接led模组；
10.进一步地，所述led模组为经过光路模拟优化灯珠布置的频闪led照明基板；
11.进一步地，所述边缘计算硬件设计了基于图形化gui设计的软件交互接口，能够实现光源的分区频闪照明程序快速设置；蓝牙发送模块将编码后的照明程序以二进制序列模式发送给频闪照明模块；
12.进一步地，所述编程模块的设置方式为由长序列二进制码决定；
13.在本实用新型的优选实施方式中，所述快充协议芯片为usb-pd快充协议芯片；
14.在本实用新型的优选实施方式中，所述解码模块为二进制解码模块；
15.在本实用新型的优选实施方式中，所述二进制的序列包含三个控制文：频闪pwm波
设置、角度为α的led灯珠控制以及角度为β的led灯珠控制；
16.在本实用新型的优选实施方式中，所述二进制码，0、1值表示了led灯珠是否开启，或者频闪pwm波的频率、占空比设置；
17.采用以上方案，本实用新型公开的可编程变角度光源系统，具有以下技术效果：
18.1、本实用新型的可编程变角度光源系统，避免使用复杂的fpga逻辑门程序，基于开源硬件arduino的阵列led分区频闪照明控制在结构设计上更为简洁，硬件体积小，使用更便捷；更适用于立铣加工过程的在线纹理采集场景；
19.2、本实用新型的可编程变角度光源系统，设计的基于快充协议的type-c供电光源相比现有的micro usb接口供电的便携式光源，有利于更高功率、更多led灯珠的布置和稳定供电，效率更高；
20.3、本实用新型的可编程变角度光源系统，系统将频闪照明控制过程得到简化，led灯珠布置方式经过光路模拟建模进一步优化，解决了普通光源在对复杂零件成像产生的遮挡、阴影等问题，提高了频闪照明系统的光强分布均一性，并能适配图像堆叠技术，实现不同角度分区频闪，避免因为待测零件结构导致的遮挡阴影以及亮斑对状态监测系统的影响；
21.综上所述，本实用新型的可编程变角度光源系统，硬件体积小，使用更便捷；有利于更高功率、更多led灯珠的布置和稳定供电，效率更高；提高了频闪照明系统的光强分布均一性，并能适配图像堆叠技术，实现不同角度分区频闪，避免因为待测零件结构导致的遮挡阴影以及亮斑对状态监测系统的影响，应用性好；
22.以下将结合附图与具体实施方式对本实用新型的构思及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
23.图1是本实用新型可编程变角度光源系统的示意图；
24.图2是本实用新型可编程变角度光源系统的光源应用结构示意图；
25.图3是本实用新型可编程变角度光源系统编程模块的设置方式示意图；
26.图中，1、隔热垫层；2、变角度反光板；3、散热金属片；4、led灯珠；5、散光板；6、控制模块；7、接收与解码模块。
具体实施方式
27.以下参考说明书附图介绍本实用新型的优选实施方式，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施方式来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施方式。
28.如图1所示，本实施方式的可编程变角度光源系统，包括编程模块、频闪照明模块以及led模组；编程模块包括边缘计算硬件、蓝牙发送模块两部分；频闪照明模块包括直流电源、供电模块、频闪信号接收与解码模块；供电模块包括type-c接口、稳压模块、usb-pd快充协议芯片，实现通用接口的大功率供电功能；频闪信号接收与解码模块包括蓝牙接收、解码模块、led控制器；
29.边缘计算硬件通过串口与蓝牙发送模块连接，通过蓝牙发送模块与频闪照明模块
的蓝牙接收连接传送信号；直流电源通过type-c接口连接与供电模块实现连接；频闪照明模块的供电模块、频闪信号接收与解码模块连接led模组；
30.led模组为经过光路模拟优化灯珠布置的频闪led照明基板；
31.边缘计算硬件设计了基于图形化gui设计的软件交互接口，能够实现光源的分区频闪照明程序快速设置；蓝牙发送模块将编码后的照明程序以二进制序列模式发送给频闪照明模块；
32.在本实施方式中，所述解码模块为二进制解码模块；
33.本实施方式的可编程变角度光源系统使用时，如图2所示，控制模块6以及接收与解码模块7均与照明光源对称排布，控制模块包括编程模块、频闪照明模块以及led模组等上述模块；照明光源与控制模块以及接收与解码模块之间包括隔热垫层1，照明光源两侧包括散热金属片3，上方角包括变角度反光板2，底部包括led灯珠4，照明光源下方包括散光板5；
34.在本实施方式中，可编程频闪照明具体实现描述如下：如图3所示，可编程频闪照明的设置方式由长序列二进制码决定，其中a-h表示角度为α的led灯珠控制开关，其中a-h表示角度为β的led灯珠控制开关(但并不代表灯珠数量为16个，仅作为演示说明)；如表1所示，二进制的序列包含三个控制文：频闪pwm波设置、角度为α的led灯珠控制以及角度为β的led灯珠控制，二进制码中的0、1值表示了led灯珠是否开启，或者频闪pwm波的频率、占空比设置等；
35.表1频闪照明控制说明表
[0036][0037]
工作时，控制模块6通过接收与解码模块7将模块的信号传送于照明光源，照明光源根据信号要求，调整变角度反光板2，led灯珠4发出光线，不同角度分区频闪，对待测零件结构进行照射纹理采集，状态检测以及分析；整个过程中供电稳定，光强度分布均一，对复杂零件成像未产生遮挡、阴影。
[0038]
通过使用本实用新型的可编程变角度光源系统以及照明光源，经过长期使用跟踪，未出现因为待测零件结构导致的遮挡阴影以及亮斑对状态监测系统的影响
[0039]
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施方式。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。