机器视觉光源的作用是最大化视觉系统中被测物的目标特征,光源直接影响成像质量,是机器视觉系统的重要组成部分。目前的光源在长时间使用后,不可避免地出现色温和照度的偏移,这严重制约了视觉系统的可靠性。针对这一问题,文章开发一款能够自动校准照明参数的光源,具有较高的实际价值和工程意义。文章设计的OTP(One Time Programmable)光源即一次性可编程烧录光源,其作为机器视觉光源的一种,主要用于搭建手机光学模组视觉检测系统所需的照明环境,文章围绕照明光源和光源控制器两部分展开,主要工作如下:(1)根据实际需求制定了OTP光源的性能指标,在此基础上对照明光源进行设计,选用LED作为照明光源,为提升出光均匀性,光源采用侧发光方式并使用了多张导光板和扩散板;LED采用18串5并的混联方式连接,兼顾较高的发光亮度和简单的电路结构;通过仿真软件Trace Pro分析光源的出光角度和亮度均匀性,验证光源设计的可行性。(2)提出光源控制器的总体方案,选择电感式恒流驱动和PWM调光方式提升调光精度;采用STM32为主控芯片,对最小系统、LED驱动模块、人机交互模块等硬件电路进行设计;利用Keil MDK软件编写单片机程序,实现各模块的功能;设计自动校准算法,可实现照度、色温和色坐标的精确控制,校准时色彩照度计和MCU建立通信,主控芯片实时得到光源的实际照明参数,以数值逼近的方法将实际参数调整到预设值。(3)以设计时的性能指标为依据对系统进行性能测试,测试内容包括OTP光源校准前后的精度比较、校准时的速度、光源的光谱及亮度均匀性。测试结果表明,经过校准的光源精度有明显提升,各项参数达到了设计要求,其中亮度均匀性达到92%以上,色温误差小于40K,色坐标误差小于0.002,照度误差不超过1%,光源的光谱达到行业标准的要求。