激光对焦方法、装置、设备及可读存储介质与流程

本申请涉及光学成像领域，尤其涉及一种激光对焦方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术：

1、在工业对焦实践中，面临着两大技术难题。首先，如何更有效地调整激光亮度以应对待测物表面高反射、黑色、多层等复杂环境的挑战下完成激光对焦，其次，如何确保光斑亮度在扰动信号下能够自适应焦面移动，以维持对焦过程的连贯性和效率。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种激光对焦方法、装置、设备及可读存储介质。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种激光对焦方法，所述方法包括：

3、传感器将待测物的第一光信号和扰动信号转换为第一数字信号；

4、采样器采集所述第一数字信号，并将所述第一数字信号与期望亮度信号比较获取误差信号；

5、低通滤波器获取误差信号中的低频误差信号，所述低频误差信号的类型包括高反射低频误差信号、低反射低频误差信号和多层低频误差信号；

6、超前滞后校正器根据所述低频误差信号的类型构建校正网络，所述校正网络输出第二数字信号；

7、根据所述第二数字信号调节激光器输出第二光信号，使得所述第二光信号照射在所述待测物的表面，并形成光斑形状，所述传感器通过所述光斑形状调整镜头与所述待测物的距离，完成对焦。

8、在一实施方式中，述低通滤波器获取所述误差信号中的低频误差信号，包括：

9、低通滤波器设定频率阈值；

10、获取所述误差信号中频率低于所述频率阈值的部分，得到低频误差信号。

11、在一实施方式中，所述超前滞后校正器根据所述低频误差信号的类型构建校正网络，包括：

12、若所述待测物的表面环境为低反射表面，则根据所述低反射低频误差信号构建超前校正网络；

13、若所述待测物的表面环境为高反射表面，则根据所述高反射低频误差信号构建滞后校正网络；

14、若所述待测物的表面环境为多层复杂表面，则根据所述多层低频误差信号构建滞后超前校正网络。

15、在一实施方式中，所述根据所述低反射低频误差信号构建超前校正网络，包括：

16、根据所述低反射低频误差信号确定闭环控制系统的开环增益；

17、根据所述开环增益，确定所述闭环控制系统的性能指标；

18、根据所述性能指标选取参数，构建超前校正网络。

19、在一实施方式中，所述根据所述高反射低频误差信号构建滞后校正网络，包括：

20、绘制闭环控制系统的根轨迹，确定实际主导极点；

21、根据所述高反射低频误差信号确定期望主导极点；

22、根据所述实际主导极点与所述期望主导极点选取参数，构建滞后校正网络。

23、在一实施方式中，所述根据所述多层低频误差信号构建滞后超前校正网络，包括：

24、根据所述多层低频误差信号分别构建滞后校正网络和超前校正网络；

25、整合所述滞后校正网络和所述超前校正网络，形成滞后超前校正网络。

26、在一实施方式中，所述根据所述第二数字信号调节激光器输出第二光信号，包括：

27、保持器获取所述第二数字信号，并转换为连续数字信号；

28、所述连续数字信号控制pwm信号的占空比，并根据所述占空比将所述pwm信号转换为激光模拟信号；

29、所述激光模拟信号驱动所述激光器输出所述第二光信号。

30、第二方面，本申请实施例提供了一种激光对焦装置，所述激光对焦装置包括：

31、转换模块，用于通过传感器将待测物的第一光信号和扰动信号转换为第一数字信号；

32、采样模块，用于通过采样器采集所述第一数字信号，并将所述第一数字信号与期望亮度信号比较获取误差信号；

33、滤波模块，用于通过低通滤波器获取所述误差信号中的低频误差信号，所述低频误差信号的类型包括高反射低频误差信号、低反射低频误差信号和多层低频误差信号；

34、校正模块，用于通过超前滞后校正器根据所述低频误差信号构建校正网络，所述校正网络输出第二数字信号，并根据所述第二数字信号调节激光器输出第二光信号，使得所述第二光信号照射在所述待测物的表面，并形成光斑形状；

35、对焦模块，用于传感器通过所述光斑形状调整镜头与所述待测物的距离，完成对焦。

36、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序在所述处理器运行时执行第一方面提供的激光对焦方法。

37、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行第一方面提供的激光对焦方法。

38、上述本申请提供的激光对焦方法，传感器将待测物的第一光信号和扰动信号转换为第一数字信号；采样器采集所述第一数字信号，并将所述第一数字信号与期望亮度信号比较获取误差信号；低通滤波器获取误差信号中的低频误差信号，所述低频误差信号的类型包括高反射低频误差信号、低反射低频误差信号和多层低频误差信号；超前滞后校正器根据所述低频误差信号的类型构建校正网络，所述校正网络输出第二数字信号；根据所述第二数字信号调节激光器输出第二光信号，使得所述第二光信号照射在所述待测物的表面，并形成光斑形状，所述传感器通过所述光斑形状调整镜头与所述待测物的距离，完成对焦。通过对待测物表面高反射、低反射和多层等复杂表面产生不同的误差信号类型，设计校正网络消除干扰信号，确保在各种复杂环境下闭环控制系统更快速、稳定和准确完成激光对焦。

技术特征：

1.一种激光对焦方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低通滤波器获取所述误差信号中的低频误差信号，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述超前滞后校正器根据所述低频误差信号的类型构建校正网络，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述低反射低频误差信号构建超前校正网络，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述高反射低频误差信号构建滞后校正网络，包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述多层低频误差信号构建滞后超前校正网络，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二数字信号调节激光器输出第二光信号，包括：

8.一种激光对焦装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器运行时执行权利要求1至7中任一项所述的激光对焦方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1至7中任一项所述的激光对焦方法。

技术总结
本申请实施例提供了一种激光对焦方法、装置、设备及可读存储介质，属于光学成像技术领域。其中方法包括：传感器将待测物的第一光信号和扰动信号转换为第一数字信号；采样器采集第一数字信号，并与期望亮度信号比较获取误差信号；低通滤波器获取误差信号中的低频误差信号，低频误差信号包括高反射低频误差信号、低反射低频误差信号和多层低频误差信号；超前滞后校正器根据低频误差信号的类型构建校正网络，校正网络输出第二数字信号，并根据第二数字信号完成对焦。通过对待测物表面高反射、低反射和多层等复杂表面产生不同的误差信号类型，设计校正网络消除干扰信号，确保在各种复杂环境下闭环控制系统更快速、稳定和准确完成激光对焦。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：江苏慕藤光精密光学仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/27