供電模塊負責為系統(tǒng)各單元提供穩(wěn)定、可靠的電力供應,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行,主要由電源適配器、電源管理電路、備用電源(可選)三部分構成。電源適配器需根據(jù)系統(tǒng)各單元的功率需求選擇,提供交流轉直流(AC/DC)或直流轉直流(DC/DC)的轉換,輸出電壓通常包括12V、24V等工業(yè)常用電壓等級。電源管理電路負責對輸入電源進行濾波、穩(wěn)壓、分壓處理,去除電源中的雜波,確保輸出電壓的穩(wěn)定性,避免電壓波動影響光源亮度與相機成像質量;同時為各單元分配獨立的供電通道,實現(xiàn)供電的獨立控制與保護。對于需要移動作業(yè)或不間斷運行的場景,系統(tǒng)會配備備用電源(如鋰電池組),確保在主電源中斷時系統(tǒng)能正常工作一段時間,避免數(shù)據(jù)丟失。
機械安裝與調(diào)節(jié)模塊負責實現(xiàn)各組件的固定、定位與姿態(tài)調(diào)節(jié),確保光源照明方向、鏡頭成像角度與成像目標的精準匹配,主要由安裝支架、調(diào)節(jié)機構、定位工裝三部分構成。安裝支架需具備高剛性與穩(wěn)定性,避免系統(tǒng)運行過程中因振動導致組件位移,影響成像精度;支架的材質通常選用鋁合金、不銹鋼等高強度材料,結構設計需適配多光源與相機的布局需求,可根據(jù)場景靈活調(diào)整安裝位置。調(diào)節(jié)機構包括光源調(diào)節(jié)機構與鏡頭調(diào)節(jié)機構,光源調(diào)節(jié)機構可實現(xiàn)光源的上下、左右、前后平移及角度旋轉,精準調(diào)整照明方向與照明范圍,確保光線覆蓋成像目標的關鍵區(qū)域;鏡頭調(diào)節(jié)機構則可實現(xiàn)相機的焦距調(diào)節(jié)、光圈調(diào)節(jié)及姿態(tài)微調(diào),確保成像目標清晰成像于傳感器中心區(qū)域。
定位工裝用于固定成像目標,確保目標在成像過程中的位置穩(wěn)定性,避免因目標移動導致的成像偏差。定位工裝需根據(jù)成像目標的尺寸與形狀定制,采用高精度定位設計(如定位銷、定位槽),定位精度通??蛇_0.01mm級,適用于工業(yè)精密檢測等高精度場景。部分工裝還集成了夾緊機構,可將目標牢固固定,避免成像過程中因振動或外部干擾導致目標位移。
除上述核心組成單元外,典型的多光源多曝光系統(tǒng)還會配備一些輔助單元,以提升系統(tǒng)的實用性與可靠性。例如數(shù)據(jù)存儲單元(如固態(tài)硬盤、SD卡),用于存儲大量的多曝光圖像序列;散熱單元(如散熱風扇、散熱片),用于為光源、相機等發(fā)熱組件散熱,避免高溫導致組件性能下降;防塵防水外殼,用于保護系統(tǒng)組件,適配工業(yè)車間、戶外等惡劣環(huán)境;安全保護單元(如急停按鈕、安全光柵),用于保障操作人員的安全,避免在系統(tǒng)運行過程中發(fā)生意外。
多光源多曝光系統(tǒng)的核心優(yōu)勢在于通過各單元的協(xié)同工作,實現(xiàn)對復雜場景的自適應成像。其協(xié)同機制可概括為“感知-決策-執(zhí)行-反饋”的閉環(huán)流程:首先通過相機采集初始圖像,控制模塊的算法分析圖像質量,判斷存在的成像缺陷(如陰影、過曝、欠曝);然后根據(jù)缺陷類型,決策出最優(yōu)的光源組合(如點亮特定光源、調(diào)節(jié)各光源亮度)與曝光參數(shù)組合(如多組曝光時間、增益);接著控制模塊向光源驅動模塊與相機發(fā)送指令,執(zhí)行對應的光源照明模式與多曝光采集;最后將采集到的多組圖像進行融合處理,生成高質量圖像,同時將圖像質量反饋給控制模塊,若未達到預設標準,則重復上述流程,直至獲得滿意的成像效果。
典型的多光源多曝光系統(tǒng)是一個由“光源模塊、成像模塊、控制模塊、供電模塊、機械安裝與調(diào)節(jié)模塊”構成的復雜協(xié)同系統(tǒng),各模塊各司其職又緊密聯(lián)動,通過自適應的光源與曝光協(xié)同調(diào)控,克服單一成像方案的缺陷,實現(xiàn)復雜場景下的高質量成像。隨著工業(yè)自動化、機器視覺等領域對成像精度要求的不斷提升,多光源多曝光系統(tǒng)正朝著“更智能、更精準、更小型化”的方向發(fā)展,其組成模塊將不斷優(yōu)化,協(xié)同算法將更加先進,應用場景也將進一步拓展。