一种智能校准调节光照模拟器及方法与流程

1.本发明涉及照明领域，具体为一种智能校准调节光照模拟器，以及智能校准调节光照的方法。


背景技术：

2.卫星在空间依靠太阳能供电，因此在地面需要使用光照模拟器进行模拟测试。传统的光照模拟器强度、角度、均匀度在完成调试后都无法按照实际被测卫星的大小和工况进行设置；而较新的光照模拟器对强度、俯仰角度、垂直平移进行了电气化设计，但是在整体平移、单体平移、方位角度、均匀度调节尤其是被测平面校准方面缺乏智能化和自动化的设计，因此在实际使用时只能采用多套不同的光照模拟器，测试精度也比较粗糙。在批量化卫星制造的需求下，如何设计一个各种参数可调节、带智能校准的光照模拟器成为一个需要解决的问题。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明公开一种智能校准调节光照的方法及其装置，能够解决现有技术中，被测面校准缺乏智能化和自动化的设计，不需采用多套不同的光照模拟器，改善校准测试精度粗糙的现状，该模拟器包括灯阵、控制系统和智能校准装置；
4.所述控制系统用于对所述灯阵进行光照参数设置；
5.所述灯阵根据所述光照参数发出实际光照；
6.所述智能校准装置用于采集所述实际光照对应的实际光照信息；
7.所述控制系统根据所述实际光照信息转为实际光照参数，并将所述实际光照参数与所述光照参数校对，生成光照差值，并根据所述光照差值对所述灯阵进行调整，生成最终光照。
8.更进一步地，所述灯阵包括离合器、从动装置和多个灯组；
9.所述从动装置包括水平从动装置、垂直从动装置、方位从动装置和俯仰从动装置，所述离合器分别与四个所述从动装置连接，使每个所述灯组能够进行水平移动，垂直移动、方位转动以及俯仰转动。
10.更进一步地，所述控制系统包括上位机模块、电机控制模块和电机；
11.所述上位机模块用于设置所述光照参数，所述光照参数包括光照面积、光照位置、光照角度、光照强度和光照均匀度；
12.所述电机控制模块接收来自所述上位机模块的所述光照角度和所述光照位置，所述电机控制模块控制所述电机连接所述离合器，所述从动装置带动对每个所述灯组进行水平移动，垂直移动、方位转动以及俯仰转动，进而调节所述光照位置与所述光照角度。
13.更进一步地，所述灯阵还包括电源，所述控制系统控制所述电源对每个所述灯组进行开关控制和强弱控制，使得每个所述灯组能够控制所述光照面积、所述光照强度和所
述光照均匀度。
14.更进一步地，所述控制系统还包括电流调节模块和开关模块，所述开关控制模块包括电源开关与强弱控制开关；
15.所述电流调节模块用于接收来自所述上位机模块的所述光照强度与所述光照均匀度，所述电流调节模块将所述光照强度与所述光照均匀度转换为电流信息传递给所述强弱控制开关；
16.所述强弱控制开关接收来自所述电流控制模块的所述电流信息，所述强弱控制开关根据所述电流信息控制所述电源对每个所述灯组进行强弱控制，所述控制系统通过控制所述强弱开关来控制所述光照强度和所述光照均匀度；
17.所述电源开关接收来自所述上位机模块的所述光照面积，所述电源开关根据所述光照面积控制所述电源对每个所述灯组进行开关控制，所述控制系统通过控制所述电源开关控制所述实际光照的所述光照面积。
18.更进一步地，所述智能校准装置包括太阳能电池片组和多通道电流实时采集模块；
19.所述太阳能电池片组由多个独立的电池片排列组成，用于接收所述实际光照并传输相应的电流信号；
20.所述多通道电流实时采集模块用于采集所述电流信号，传输至所述控制系统。
21.更进一步地，所述控制系统还包括转换模块，所述转换模块用于接收所述电流信号，并将所述电流信号转换为实际光照参数，所述控制系统将所述实际光照参数与所述光照参数进行校对，生成所述光照差值传递至所述上位机模块，使所述控制系统根据所述光照差值控制所述实际光照。
22.更进一步地，所述灯阵依次连接有滑轨装置和支撑装置，所述滑轨装置使每个所述灯组能够垂直移动和平行移动和位置锁定，所述支撑装置与为所述灯阵提供纵向支撑。
23.更进一步地，该模拟器还包括水平滑轨移动装置，所述水平滑轨移动装置能够使模拟器进行位移与位置锁定。
24.本发明还提供一种智能校准调节光照方法，该方法包括如上所述的智能校准调节光照模拟器，所述控制系统获取光照参数并根据所述光照参数控制所述灯阵发出所述实际光照；
25.所述智能校准装置采集所述实际光照生成实际光照信息，并将所述实际光照信号传递给所述控制系统；
26.所述控制系统接收所述光照信号，转换为实际光照参数，基于所述光照参数校对所述实际光照参数，生成光照差值；
27.根据所述光照差值对所述实际光照进行调节，生成最终光照。
28.实施本发明，具有如下有益效果：
29.1.解决了现有技术中背侧面校准缺乏智能化和自动化的设计问题，无需采用多套不同的光照模拟器，并且参数可设置，有效改善了校准测试精度粗糙的现状。
30.2.能够自动调节光照位置、光照面积、光照角度、光照强度和光照均匀度，跟现有技术相比，本技术增加了对灯阵方位角度调节和水平位移的调节，采用一套装置对应多个灯组的设计，降低了制造成本，增加了系统的准确度，提高了整体系统的多卫星适应能力。
31.3.自带被照射面的校准装置，可以快速、方便、准确的模拟不同状态下的光照特性，接解决当前卫星光照模拟系统无法多种卫星平台适应、模拟准确度差、测试周期长和测试人员量大的问题。
32.4.在灯阵上设置滑轨装置，为多个灯组提供位移和位置锁定，灯阵上还设有支撑装置，为整个灯阵提供纵向支撑和整体配重，在整个模拟器下方设有水平滑轨移动装置。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
34.图1为本发明实施例提供的智能校准光照模拟器的系统框图；
35.图2为本发明实施例提供的灯阵系统框图；
36.图3为本发明实施例提供的控制系统框图；
37.图4为本发明实施例提供的智能校准装置系统框图；
38.图5为本发明实施例提供的智能校准调节光照的方法的流程图；
39.图6为本发明实施例提供的智能校准调节光照模拟器的使用流程图。
具体实施方式
40.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
41.实施例
42.本实施例中，本发明所要解决的技术问题在于解决现有技术中，被测面校准缺乏智能化和自动化的设计，不需采用多套不同的光照模拟器，改善校准测试精度粗糙的现状，如图1所示的系统框图，该模拟器包括灯阵100、控制系统200和智能校准装置300，
43.控制系统200用于对灯阵100进行光照参数设置；灯阵100根据光照参数发出实际光照，实现参数可调节；
44.智能校准装置300用于采集实际光照对应的实际光照信息；具体地，装置300接收实际光照之后输出相应的电流，再将电流采集传输给控制系统200；
45.控制系统根据所述实际光照信息，也就是电流转为实际光照参数，并将所述实际光照参数与所述光照参数校对，生成光照差值，并根据所述光照差值对所述灯阵进行调整，生成最终光照；本实施例提供的模拟器可实现各种参数设置，并且可对实际光照进行调节，还带有智能校准，提高测试精度，无需采用多套不同的光照模拟器。
46.更进一步地，如图2所示，灯阵100包括离合器110，从动装置120、多个灯组130和电源140，从动装置120包括水平从动装置121、垂直从动装置122、方位从动装置123和俯仰从动装置124，相应的离合器110也设有四个，离合器110分别与四个从动装置连接，使每个灯
组能够进行水平移动，垂直移动、方位转动以及俯仰转动；作为具体地，灯阵里的灯采用光色日光且接近稳定的氙灯，灯阵由m行n列的氙灯模块组成，行列间隙0.3m～0.8m，典型值为0.5m，m、n取值4～8，其典型值m＝5，n＝4；将灯阵里的灯按照单个灯、行、列、区域以及整个灯阵分组，让每个灯组能够独立进行开关控制和强弱控制，灯阵的平行、垂直、方位转动和俯仰转动各设一个离合器，控制系统200控制电机240传动选通其中一个离合器，锁紧后实现水平、垂直的平动，方位、俯仰的转动，从动装置120被动实现相对位移量；氙灯和电源140形成光照组合，电源140根据控制系统200提供的开关模块240设定单个氙灯的开启与关闭。
47.更进一步地，如图3所示的控制系统框图，控制系统200包括上位机模块210、电机控制模块220、电流调节模块230和开关模块240；上位机模块210用于设置光照参数，光照参数包括但不限于光照面积、光照位置、光照角度、光照强度和光照均匀度等，电机控制模块220接收来自上位机模块210的光照角度与光照位置，作为具体的，电机选择步进电机。
48.更进一步地，开关模块240包括强弱控制开关251和电源开关252，控制系统200控制电源140对每个灯组130进行开关控制和强弱控制，使得每个灯组130能够控制光照面积、光照强度和光照均匀度。
49.具体地，电流调节模块230接收来自所述上位机模块210的光照强度与光照均匀度，电流调节模块230将光照强度与光照均匀度转换为电流信息传递给强弱控制开关251，强弱控制开关接收来自电流调节模块230的电流信息，控制灯阵100的电源140进行强弱控制，以使得调节光照强度与光照均匀度。
50.电源开关252接收来自上位机模块210的光照面积，电源开关252根据光照面积控制电源140对每个灯组进行开关控制，以使得调节光照面积。
51.更进一步地，如图4所示的智能校准装置，智能校准装置300包括太阳能电池片组310和多通道电流实时采集模块320，太阳能电池片组310由独立的电池片排列组成，智能校准装置300自带有被照射面，根据被照射面的均匀度需求设置电池片的数量，作为具体的，多个独立的电池片一般为矩形布置，不少于8
×
8的分布，每个电池片接受照射后输出相应的电流，多通道电流实时采集模块320对每个电池片的电流进行采集并传输至控制系统200，从而得到每个区域的实际光照强度，池片组由行列排列，独立输出，不少于8
×
8模块，最大16
×
16模块；多通道电流实时采集速率不低于256通道/秒，采集精度不低于
±
10微安，通道数量不少于64通道，最大256通道；智能校准模块采集的电流信号，也就是多通道电流值按标号回传至系统控制200计算光照强度和均匀度。
52.需要说明的是，本实施例提供的数据只是最佳实施方式，并非对其进行限定。
53.更进一步地，控制系统还包括转换模块360，转换模块360接收来自多通道实时采集模块320的多通道电流值，转换模块360根据多通道电流值计算出实际光照参数，并将实际光照参数与设置的光照参数进行校对，若两者一致，则发出的实际光照符合模拟需求，若不一致则生成光照差值至上位机模块210，电机220、电流调节模块和开关模块250获取来自上位机模块210的光照差值，对光照参数再进行上述调整。
54.更进一步地，如图1所示，灯阵100依次连接有滑轨装置400和支撑装置500，滑轨装置400提供灯阵的位移和位置锁定，每个灯组的垂直、平行移动提供条件，支撑装置500为整个灯阵提供纵向支撑和整体配重；在整个模拟器的下方还设有水平滑轨移动模块600，能够让整个模拟器进行位移和位置锁定。
55.如图5所示，本实施例还提供了一种智能校准调节光照的方法，该方法包括如上所述的模拟器，其步骤包括：
56.s101：控制系统200获取光照参数并根据光照参数控制灯阵发出实际光照；
57.控制系统200中的上位机模块210设置光照参数，光照参数一般设置光照面积、光照位置、光照角度、光照强度和光照均匀度。
58.s102：智能校准装置采集实际光照生成实际光照信息，并将实际光照信息传递给控制系统；
59.智能校准装置300中的太阳能电池片组310接收实际光照，并根据实际光照输出电流信号，多通道采集模块320采集电流信号并将电流信号传输至控制系统200。
60.s103：控制系统接收光照信号，转换为实际光照参数，基于光照参数校对实际光照参数，生成光照差值；
61.控制系统200中的转换模块260接收光照信号，基于光照信号计算出实际光照参数，将实际光照参数与设置的光照进行校对，若不一致，则生成光照差值，传递至上位机模块210。
62.s104：根据光照差值对实际光照进行调节，生成最终光照。
63.上位机模块210接收光照差值，光照差值是实际光照参数与设置的光照参数相减得出的差值，电机控制模块220、电流调节模块230和开关模块250接收来自上位机模块210的光照差值，继续对灯阵进行调节，生出最终光照。
64.如图6所示本实施例的使用工作原理：
65.s201：在控制系统设置光照参数；
66.首先在控制系统200中的上位机模块机210设置光照参数，光照参数为光照位置，光照面积，光照角度，光照强度和光照均匀度等。
67.s202：控制系统200向电机240、电源140输出初始参数；
68.控制系统200中的电机控制模块220获取光照角度和光照位置的信息，并传递给电机240，电机240通过电机控制模块220产生相应的电流驱动信号驱动电机240与离合器110连接，电机240通过传动装置120选择对应的离合器咬合后运动，从动装置120带动对每个灯组进行水平移动、垂直移动、方位转动以及俯仰转动。电路调节模块接收来自所述上位机模块210的光照强度与光照均匀度，电流调节模块230将光照强度与光照均匀度转换为电流信息传递给强弱控制开关251，强弱控制开关251接收来自电流调节模块230的电流信息，控制灯阵100的电源140进行强弱控制，进而调节光照强度与光照均匀度。电源开关252接收来自上位机模块210的光照面积，电源开关252根据光照面积控制电源140对每个灯组进行开关控制，进而调节光照面积。
69.s203：灯阵接收控制产生相应的光照；相应的光照指定的光照面积、光照位置、光照角度、光照强度与光照均匀度的光照。
70.s204：智能校准装置300采集被照射面的实际光照对应的电流信号，并将电流信号传递给系统控制200中的转化模块260。
71.s205：控制系统200中的转化模块260根据电流信号计算出实际的光照参数。
72.s206：判断实际光照参数是否与设置的光照参数一致；
73.s207：若一致，则发出与指定光照参数相同的最终光照。
74.s208：若不一致，将设置的光照参数与实际光照参数比对生成的光照差值传递至上位机模块210，电机控制模块220、电流调节模块230和开关模块250根据光照差值再进行上述控制，直至生成指定光照参数的光照。
75.实施本实施例，具有如下效果：
76.1.解决了现有技术中背侧面校准缺乏智能化和自动化的设计问题，无需采用多套不同的光照模拟器，并且参数可设置，有效改善了校准测试精度粗糙的现状。
77.2.能够自动调节光照位置、光照面积、光照角度、光照强度和光照均匀度，跟现有技术相比，本技术增加了对灯阵方位角度调节和水平位移的调节，采用一套装置对应多个灯组的设计，降低了制造成本，增加了系统的准确度，提高了整体系统的多卫星适应能力。
78.3.自带被照射面的校准装置，可以快速、方便、准确的模拟不同状态下的光照特性，接解决当前卫星光照模拟系统无法多种卫星平台适应、模拟准确度差、测试周期长和测试人员量大的问题。
79.4.在灯阵上设置滑轨装置，为多个灯组提供位移和位置锁定，灯阵上还设有支撑装置，为整个灯阵提供纵向支撑和整体配重，在整个模拟器下方设有水平滑轨移动装置。
80.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
81.上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。