專利名稱：光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制裝置，更確切地說，本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置。
背景技術(shù)：
基于光學(xué)特征點(diǎn)——紅外發(fā)光二極管成像的視覺測(cè)量技術(shù)是一門新興的測(cè)量技術(shù)，該方法通過對(duì)光學(xué)特征點(diǎn)的成像坐標(biāo)進(jìn)行分析確定被測(cè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)。因此，光學(xué)特征點(diǎn)成像坐標(biāo)的定位精度是影響視覺測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的決定性因素。由于光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度又是影響其成像坐標(biāo)定位精度的關(guān)鍵因素，所 以為使視覺測(cè)量系統(tǒng)具有高的測(cè)量精度需對(duì)光學(xué)特征點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化控制。傳統(tǒng)的方法是對(duì)光學(xué)特征點(diǎn)供給恒定的電流值，使其發(fā)光強(qiáng)度是一確定值，并不伴隨實(shí)際測(cè)量情況而改變，影響光學(xué)特征點(diǎn)成像坐標(biāo)的定位精度，從而最終影響視覺測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置包括型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)、型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器、型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器、型號(hào)為S9013的三極管、電阻R1及電阻R2。型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)的11號(hào)引腳與型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的7號(hào)引腳電線連接，型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)的25號(hào)引腳與26號(hào)引腳依次和型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的2號(hào)引腳與I號(hào)引腳電線連接，型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的3號(hào)引腳與電阻&的一端電線連接，電阻R2的另一端與+5V電源電線連接，型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的6號(hào)引腳與地電線連接，型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的5號(hào)引腳與型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的3號(hào)引腳電線連接，型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳與型號(hào)為S9013的三極管的發(fā)射極電線連接，型號(hào)為S9013的三極管的發(fā)射極通過電阻R1與地電線連接，型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的I號(hào)引腳與型號(hào)為S9013的三極管的基極電線連接，型號(hào)為S9013的三極管的集電極通過被控的紅外發(fā)光二極管LED與+5V電源電線連接。技術(shù)方案中所述的電阻R1的阻值為IK Ω，電阻R2的阻值為5· 1ΚΩ。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是I.本實(shí)用新型的目的在于克服傳統(tǒng)方法只對(duì)光學(xué)特征點(diǎn)供給一個(gè)恒定的電流值，使其發(fā)光強(qiáng)度并不隨測(cè)量實(shí)際情況改變，影響特征點(diǎn)的定位精度，最終影響視覺測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的缺陷，提供一種光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置使其發(fā)光強(qiáng)度隨測(cè)量實(shí)際情況而改變，從而確保特征點(diǎn)具有高的定位精度，確保視覺測(cè)量系統(tǒng)具有高的測(cè)量精度。2.本實(shí)用新型提出的光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、精度高、可靠性好。[0010]3.光電特性和溫度特性是影響光學(xué)特征點(diǎn)——紅外發(fā)光二極管發(fā)光強(qiáng)度的最主要因素。根據(jù)紅外發(fā)光二極管的光電特性和溫度特性可知，在特定的溫度范圍內(nèi)其發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光電流近似成正比關(guān)系，因此可以通過對(duì)紅外發(fā)光二極管的工作溫度和發(fā)光電流進(jìn)行優(yōu)化控制使紅外發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度跟隨實(shí)際測(cè)量情況而變，確保測(cè)量系統(tǒng)具有高的測(cè)量精度。4.由于發(fā)光電流過大和點(diǎn)亮?xí)r間過長(zhǎng)是導(dǎo)致紅外發(fā)光二極管工作溫度過高的主要因素，所以優(yōu)化控制其發(fā)光電流和點(diǎn)亮?xí)r間是控制其工作溫度的最行之有效的措施。紅外發(fā)光二極管的點(diǎn)亮控制通過上位PC機(jī)來控制下位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，PC機(jī)與單片機(jī)之間采用高波特率進(jìn)行串口通訊，通訊指令為單字節(jié)或三字節(jié)指令，因而單次通訊時(shí)間通常小于100 μ S ;同時(shí)為控制背景噪聲，攝像機(jī)的曝光時(shí)間應(yīng)小于20ms，這樣就基本上可以將紅外發(fā)光二極管的點(diǎn)亮?xí)r間控制在攝像機(jī)的曝光的瞬間內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)光二極管的瞬間點(diǎn)亮。另外，測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際工作時(shí)紅外發(fā)光二極管的發(fā)光電流小于40mA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其最大工作電流，這樣通過上述方法就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外發(fā)光二極管的小電流瞬間點(diǎn)亮控制，將其工作溫度控制在理想的工作溫度范圍內(nèi)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光電流的正比關(guān)系。 5.紅外發(fā)光二極管發(fā)光電流調(diào)整方法基于電流源電路的工作原理，利用通用運(yùn)算放大器和三極管構(gòu)成電壓跟隨器，實(shí)現(xiàn)在負(fù)載一定的情況下輸出電流與輸入電壓成正比，并通過數(shù)字電位器調(diào)整電壓跟隨器輸入電壓的大小，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外發(fā)光二極管發(fā)光電流的精確調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度的優(yōu)化控制。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明圖I為本實(shí)用新型所述的光學(xué)特征點(diǎn)即被控的紅外發(fā)光二極管LED發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述參閱

圖1，光學(xué)特征點(diǎn)(即被控的紅外發(fā)光二極管LED)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置由型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)、型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器、型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器、型號(hào)為S9013的三極管、電阻R1及電阻R2構(gòu)成。電路的基本工作原理是利用型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器和型號(hào)為S9013的三極管構(gòu)成電壓跟隨器。其中，型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)的11號(hào)引腳與型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的7號(hào)引腳電線連接，提供型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的選通信號(hào)；型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)的25號(hào)引腳與26號(hào)引腳依次和型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的2號(hào)引腳與I號(hào)引腳電線連接，調(diào)整型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器輸出阻值的大?。恍吞?hào)為X9313W的數(shù)字電位器的3號(hào)引腳與阻值5. IKΩ的電阻R2的一端電線連接，電阻R2的另一端與+5V電源電線連接，為型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器提供輸入；型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的6號(hào)引腳與地電線連接；型號(hào)為X9313W的的5號(hào)引腳與型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的3號(hào)引腳電線連接；型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳與型號(hào)為S9013的三極管的發(fā)射極電線連接，型號(hào)為S9013的三極管的發(fā)射極通過阻值IKΩ的電阻R1與地電線連接；型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的I號(hào)引腳與型號(hào)為S9013的三極管的的基極電線連接；型號(hào)為S9013的三極管的集電極通過被控的紅外發(fā)光二極管LED與+5V電源電線連接。控制電路根據(jù)型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器“虛短”或“虛斷”的工作原理即vi+ ^ Vi-,則電阻R1上的電流I1 ^ ViR1 = ViVR1 = ViVR1不會(huì)來自型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，而是來自型號(hào)為S9013的三極管的發(fā)射極，故型號(hào)為S9013的三極管導(dǎo)通，且V。。> V。。根據(jù)發(fā)射極正偏，集電極反偏，則型號(hào)為S9013的三極管導(dǎo)通的性質(zhì)得到光學(xué)特征點(diǎn)上的發(fā)光電流近似為Il =工1。型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器是由100個(gè)電阻單元組成的電阻器陣列，在每個(gè)電阻單元的兩端之間有可被抽頭觸點(diǎn)訪問的滑動(dòng)端，通過型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)根據(jù)上位機(jī)發(fā)送的控制信息自動(dòng)控制型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器滑動(dòng)端的位置調(diào)整其輸出電阻的 大小，從而調(diào)整電壓即型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的給定電壓Vi+的大小，從而調(diào)整光學(xué)特征點(diǎn)——被控的紅外發(fā)光二極管LED發(fā)光電流的大小，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)特征點(diǎn)——被控的紅外發(fā)光二極管LED發(fā)光強(qiáng)度精確控制。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，所述的光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置包括型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)、型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器、型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器、型號(hào)為S9013的三極管、電阻R1及電阻R2 ； 型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)的11號(hào)引腳與型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的7號(hào)引腳電線連接，型號(hào)為PIC16F73的單片機(jī)的25號(hào)引腳與26號(hào)引腳依次和型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的2號(hào)引腳與I號(hào)引腳電線連接，型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的3號(hào)引腳與電阻R2的一端電線連接，電阻R2的另一端與+5V電源電線連接，型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的6號(hào)引腳與地電線連接，型號(hào)為X9313W的數(shù)字電位器的5號(hào)引腳與型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的3號(hào)引腳電線連接，型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳與型號(hào)為S9013的三極管的發(fā)射極電線連接，型號(hào)為S9013的三極管的發(fā)射極通過電阻R1與地電線連接，型號(hào)為L(zhǎng)M324M的運(yùn)算放大器的I號(hào)引腳與型號(hào)為S9013的三極管的基極電線連接，型號(hào)為S9013的三極管的集電極通過被控的紅外發(fā)光二極管LED與+5V電源電線連接。
2.按照權(quán)利要求I所述的光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，所述的電阻R1的阻值為IK Q，電阻R2的阻值為5. IK Q。
專利摘要本實(shí)用新型公開了光學(xué)特征點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度自適應(yīng)控制裝置，該裝置包括單片機(jī)、數(shù)字電位器、運(yùn)算放大器、三極管、電阻R1及電阻R2。單片機(jī)的11號(hào)引腳與數(shù)字電位器的7號(hào)引腳電連接，單片機(jī)的25號(hào)引腳與26號(hào)引腳和數(shù)字電位器的2號(hào)引腳與1號(hào)引腳電連接，數(shù)字電位器的3號(hào)引腳與電阻R2的一端電連接，電阻R2的另一端與+5V電源電連接，數(shù)字電位器的6號(hào)引腳接地，數(shù)字電位器的5號(hào)引腳與運(yùn)算放大器的3號(hào)引腳電連接；運(yùn)算放大器的2號(hào)引腳與三極管的發(fā)射極電連接，三極管的發(fā)射極與電阻R1的一端電連接，R1的另一端接地；運(yùn)算放大器的1號(hào)引腳與三極管的基極電連接；三極管的集電極通過被控的紅外發(fā)光二極管LED與+5V電源電連接。
文檔編號(hào)G05D25/02GK202583920SQ20122025717
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者劉長(zhǎng)英, 李機(jī)智, 王天皓, 喬羽 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)