光感标定方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及传感器标定技术领域，尤其涉及一种光感标定方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

传感器标定技术如今越来越广泛地被应用于各个领域。在现有技术中，光感标定生产线中通常是将光感值标定与测试光感是否正常分为多个工位步骤流程来进行。

现有技术中的光感标定方法效率过低，并且可能存在因为工位标定的光源差异性导致光感标定测试不准确的问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光感标定方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术光感标定效率过低且标定测试不准确的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种光感标定方法，所述方法包括以下步骤：

控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值；

计算所述待标定光照强度值与所述标准光照强度值之间的误差值；

根据所述误差值与标准误差范围对所述待标定传感器进行光感标定。

可选地，所述根据所述误差值与标准误差范围对所述待标定传感器进行光感标定，包括：

将所述误差值与所述标准误差范围进行比较；

当所述误差值处于第一标准误差范围内时，获取所述待标定传感器的型号信息；

根据所述型号信息对所述待标定传感器进行标定。

可选地，所述光感标定方法，还包括：

当所述误差值处于第一标准误差范围外且处于第二标准误差范围内时，将所述待标定传感器测量值重置，其中所述第二标准误差范围的最小值大于第一标准误差范围的最大值；

控制所述待标定传感器返回控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值的步骤。

可选地，所述光感标定方法，还包括：

当重测误差值处于第一标准误差范围外时，获取所述待测传感器的唯一标识信息；

将所述唯一标识信息保存至终端设备。

可选地，所述光感标定方法，还包括：

获取标准传感器的型号信息；

根据所述型号信息寻找具有相同型号信息的传感器替换所述标准传感器；

返回控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值的步骤。

可选地，读取固定光源的光照强度值，包括：

读取传感器基于固定光源的端口电压值；

根据所述端口电压值与预设补偿系数计算得到光照强度值。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种光感标定装置，所述光感标定装置包括：

读数模块，用于控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值；

计算模块，用于计算所述待标定光照强度值与所述标准光照强度值之间的误差值；

标定模块，用于根据所述误差值与标准误差范围对所述待标定传感器进行光感标定。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种光感标定设备，所述光感标定设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的光感标定程序，所述光感标定程序配置为实现如上文所述的光感标定方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有光感标定程序，所述光感标定程序被处理器执行时实现如上文所述的光感标定方法的步骤。

本发明通过控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值；计算所述待标定光照强度值与所述标准光照强度值之间的误差值；根据所述误差值与标准误差范围对所述待标定传感器进行光感标定。本发明在光感标定过程中将标定流程与测试流程同步化，并且根据测量的误差值与标准误差范围的比较来确定传感器是否需要进行多次标定。可以有效解决生产线上光传感器标定效率低和标定结果不准确的问题。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的光感标定设备的结构示意图；

图2为本发明光感标定方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明光感标定方法第一实施例的光感标定系统框图；

图4为本发明光感标定方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明光感标定装置第一实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的光感标定设备结构示意图。

如图1所示，该光感标定设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（Wireless-Fidelity，Wi-Fi）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对光感标定设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及光感标定程序。

在图1所示的光感标定设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明光感标定设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在光感标定设备中，所述光感标定设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的光感标定程序，并执行本发明实施例提供的光感标定方法。

本发明实施例提供了一种光感标定方法，参照图2，图2为本发明一种光感标定方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述光感标定方法包括以下步骤：

步骤S10：控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值。

需要说明的是，本实施例的执行主体是光感标定设备，其中，该光感标定设备具有数据处理，数据通信及程序运行等功能，所述光感标定设备可以为集成控制器，控制计算机等设备，当然还可以为其他具备光感标定功能的设备，本实施例对此不做限制。

参考图3，本实施基于一个光感标定系统实现，该光感标定系统由固定光源、待测光感接口、光感传感器、光感数据处理单元、数据存储单元、PC端七个部分组成。固定光源的作用是发出一定的光照强度，再通过光感去获取这个光源的光照强度。待测光感接口用来连接待标定传感器。光感传感器即标准传感器，目的是获取标准光照强度。光感数据处理单元由一个微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)组成，作用是与光感相互通讯。光感数据处理单元作用是将测试得到的数据进行保存。USB接口作用是连接PC，将此系统与PC连接，通过上位机进行操作。

可以理解的是，固定光源可以是白炽灯、路灯、荧光灯、LED灯等，标准传感器即已经标定好的传感器，在本实施中，标定传感器测量固定光源得到的光照强度值为对照值，在进行控制待标定传感器读取固定光源的光照强度值和标准传感器读取固定光源的光照强度值的步骤中，固定光源可以是同一束光源，该固定光源所照射出的光强可以是均匀分布的并且该固定光源的光照强度、位置等因素处于不变状态，同时在进行两个测量步骤时周围环境和操作步骤一致，以最小降低环境或者人为因素等因素所可能导致的随机误差。

在具体实施中，采用红色激光光源作为固定光源，红色激光光源作为固定光源的好处有：激光的光斑小、聚焦性好，能量强，抗干扰性好，使用起来精度高，适用于被测物比较小和精度要求比较高的场合。在选择标准传感器时尽量选择与待标定传感器型号相近的光敏传感器，保证标准传感器与待标定传感器的测量范围相近，之后将传感器与数字电路相连接，通过对传感器电阻的变化进行测量，并转换为电压信号输出。其中，固定光源，标准传感器的选择视实际需求而定，本实施中对此不加以限制。

需要说明的是，在使用光敏传感器作为标准传感器时存在一定局限，光敏传感器只能测量光线方向与光敏电阻的垂直度，若光线不垂直，则测量值会发生偏差，在使用时可以将多个传感器组装成一个光通量传感器来实现对不同方向的测量。且光敏传感器对光源要求较高，光源不足或过亮都会影响测量精度，故可以根据实际需求适当调整固定光源的光照强度。光敏传感器的测量值会受到环境光的影响，环境温度和湿度等因素也会影响传感器的性能，故在后期可以对所得到的光照强度值进行一定程度的数据处理，如采用多项式拟合或经验公式修正测量值，或使用带有PID控制算法的系统来进行数据处理。具体数据处理方法视实际需求而定，本实施中对此不加以限制。

进一步地，读取固定光源的光照强度值，包括：

读取传感器基于固定光源的端口电压值；

根据所述端口电压值与预设补偿系数计算得到光照强度值。

在具体实施中，光敏电阻是一种随照射光强度增加而下降的电阻，将其和一个普通电阻串联接入电路中。因为当光敏电阻单独接入电路时，若光照强度较大光敏电阻较小可能使得电路电流过大从而导致电路短路，并且会使得光敏电阻上电压读数过大而不准确。普通电阻不仅起到分压的作用也起到保护电路的作用。设定光敏电阻阻值为R

步骤S20：计算所述待标定光照强度值与所述标准光照强度值之间的误差值。

需要说明的是，待标定光照强度值与标准光照强度值的误差值可用百分比来表述，测量出的带标定光照强度值可能比测量得到的标准光照强度值大也可能小，计算所得到误差值应为待标定光照强度值减去标准光照强度值所得到的绝对值除以标准强度值所得到的百分比。

在具体实施中，测得标准光照强度的数值为50，若测得待标定光照强度值为45，45-50=-5，-5的绝对值为5，5/50=10%，则得到误差值为10%；若测得待标定光照强度值为60，60-50=10，10的绝对值为10，10/50=20%，则得到误差值为20%。其中光照强度值和误差值应该根据具体实验操作步骤而定，本实施仅用来做误差值计算的举例说明。

步骤S30：根据所述误差值与标准误差范围对所述待标定传感器进行光感标定。

需要说明的是，传感器的标定标准误差范围是根据具体的传感器类型和应用领域而定的。不同的应用领域对传感器的精度要求不同，因此传感器的标定标准误差范围也会有所区别。在一些要求精密测量的领域，如航空航天、医疗设备，军事等，对传感器的标定标准误差范围要求较高，通常在十分之一甚至更小的范围内。一般来说，传感器的标定标准误差范围是指传感器输出值与实际测量值之间的最大允许误差。

可以理解的是，光传感器的标定标准误差范围可以根据具体的应用需求和标准来确定。当光感标定的标准误差范围限定得越小，我们标定后所得到的传感器越精确。

在具体实施中，设置光感标定的标准误差范围为0~20%，若进行计算后得到的误差值为15%时，15%落在0~20%即标准误差范围内，视为该待标定传感器满足需求并对该传感器进行相应标定；若进行计算后得到的误差值为25%，25%落在0~20%即标定误差范围外，则认为该传感器暂时不符合要求，根据误差值的大小决定需不需要对传感器进行二次测量；若进行计算后得到的误差值为10%，10%落在0~20%即标准误差范围内，视为该传感器满足需求并且相比起误差值为15%的传感器该传感器具有更高的精度。其中，标准误差范围视实际需求而定，本实施对此不加以限制。

本实施例通过控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值；计算所述待标定光照强度值与所述标准光照强度值之间的误差值；根据所述误差值与标准误差范围对所述待标定传感器进行光感标定。本发明在光感标定过程中将标定流程与测试流程同步化，并且根据测量的误差值与标准误差范围的比较来确定传感器是否需要进行多次标定。可以有效解决生产线上光传感器标定效率低和标定结果不准确的问题。

参考图4，图4为本发明一种光感标定方法第二实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，本实施例光感标定方法所述步骤S30，包括：

步骤S301：将所述误差值与所述标准误差范围进行比较。

在具体实施中，标准误差范围包括第一标准误差范围和第二标准误差范围，第一标准误差范围和第二标准误差范围具有不相同的范围，第二标准误差范围将第一标准误差范围包括在内。其中第一误差范围和第二误差范围根据实际应用和实际需求而定，本实施对此不加以限制，

步骤S302：当所述误差值处于第一标准误差范围内时，获取所述待标定传感器的型号信息。

在具体实施中，当测量到误差值处于第一标准误差范围内时，即该误差值符合误差标准，认定该待标定传感器为正常传感器，并且所得到的测量误差值越小，认定该待标定传感器越精确。

步骤S303：根据所述型号信息对所述待标定传感器进行标定。

在具体实施中，将该待标定传感器标记为正常传感器后，找到与该待标定传感器具有相同型号的标准传感器，根据该具有相同型号的标准传感器对待标定传感器进行数值的标定。

进一步地，将所述误差值与所述标准误差范围进行比较还包括：

当所述误差值处于第一标准误差范围外且处于第二标准误差范围内时，将所述待标定传感器测量值重置，其中所述第二标准误差范围的最小值大于第一标准误差范围的最大值；

控制所述待标定传感器返回控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值的步骤。

需要说明的是，当测量得到的误差值落在第一标准误差范围和第二标准误差范围内时，即认为可能存在环境因素或者人为因素等因素使得所得误差值略微超过第一标准误差范围，将这个待定误差范围命名为第二误差范围。

在具体实施中，设定第一误差范围为0~20%，第二误差范围为0~25%，当测量所得到的误差值为22%时，即认为该误差值落在第一标准误差范围外且处于第二标准误差范围内，即可能存在环境或者人为因素使得该待标定传感器读数出现偏差，将该待标定传感器标记为待测传感器。

在具体实施中，当待标定传感器测量得到的误差值落在第一标准范围和第二标准范围内时，该待标定传感器在获取固定光源的光照强度值时可能被外界环境因素（自然光源的影响等）或者人为因素（操作出现细微失误等）等因素所影响，将该待标定传感器进行第二次测量，根据第二次测量结果再判断该传感器是否工作正常，是否可以马上进行标定。

进一步地，将所述误差值与所述标准误差范围进行比较之后，还包括：

当重测误差值处于第一标准误差范围外时，获取所述待测传感器的唯一标识信息；

将所述唯一标识信息保存至终端设备。

需要说明的是，当待标定传感器第一次测量误差值落在第一标准范围外且第二次测量误差值仍旧落在第一标准范围外时，认定该待标定传感器异常，暂时无法进行该标定。

可以理解的是，重测误差值即对待标定传感器返回起始标定步骤后得到的新的待标定光照强度值与标准光照强度值的误差值。

进一步地，将所述误差值与所述标准误差范围进行比较之后，还包括：

当所述误差值处于第二标准误差范围外时，获取所述待测传感器的唯一标识信息；

将所述唯一标识信息保存至终端设备；

获取标准传感器的型号信息；

根据所述型号信息寻找具有相同型号信息的传感器替换所述标准传感器；

返回步骤S10。

在具体实施中，当待标定传感器测量得到的误差值落在第二标准范围外时，认定该待标定传感器测量所得到的误差值过大，判定该待标定传感器为异常传感器，不符合标定条件。唯一标识信息可以是该标定传感器的编号信息，也可以是ID号信息等。其中，唯一标识信息视具体应用和实际情况而定，该实施对此不加以限制。

在具体实施中，获取到异常的待标定传感器的标识信息后将其上传至终端设备进行保存。该终端设备可以是手机，笔记本，平板电脑等具有移动通信功能与存储功能的设备。其中，终端设备视具体应用和实际情况而定，本实施对此不加以限制。

需要说明的是，对于标记为异常的传感器，需要进一步地测量，将作为原对照组的标准传感器替换，替换对象为具有相同型号的已经标定过的标准传感器，对于测量结果的后续处理与之前的步骤一致。

本实施例通过将所述误差值与所述标准误差范围进行比较；当所述误差值处于第一标准误差范围内时，获取所述待标定传感器的型号信息；根据所述型号信息对所述待标定传感器进行标定。通过对第一次测量得到的光照强度值与标准光照强度值的误差值与两个标准误差范围进行比较，从而将传感器分为正常、待定、异常三个状态，并且对待定状态和异常状态的传感器都进行进一步地测量，从而更进一步提高了传感器标定的准确率。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有光感标定程序，所述光感标定程序被处理器执行时实现如上文所述的光感标定方法的步骤。

参照图5，图5为本发明光感标定装置第一实施例的结构框图。

如图5所示，本发明实施例提出的光感标定装置包括。

读数模块10，用于控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值。

计算模块20，用于计算所述待标定光照强度值与所述标准光照强度值之间的误差值。

标定模块30，用于根据所述误差值与标准误差范围对所述待标定传感器进行光感标定。

在一实施例中，所述读数模块10，还用于读取传感器基于固定光源的端口电压值；根据所述端口电压值与预设补偿系数计算得到光照强度值。

在一实施例中，所述标定模块30，还用于将所述误差值与所述标准误差范围进行比较；当所述误差值处于第一标准误差范围内时，获取所述待标定传感器的型号信息；根据所述型号信息对所述待标定传感器进行标定。

在一实施例中，所述标定模块30，还用于当所述误差值处于第一标准误差范围外且处于第二标准误差范围内时，将所述待标定传感器测量值重置，其中所述第二标准误差范围的最小值大于第一标准误差范围的最大值；控制所述待标定传感器返回控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值的步骤。

在一实施例中，所述标定模块30，还用于当重测误差值处于第一标准误差范围外时，获取所述待测传感器的唯一标识信息；将所述唯一标识信息保存至终端设备。

在一实施例中，所述标定模块30，还用于当所述误差值处于第二标准误差范围外时，获取所述待测传感器的唯一标识信息；将所述唯一标识信息保存至终端设备。

在一实施例中，所述标定模块30，还用于获取标准传感器的型号信息；根据所述型号信息寻找具有相同型号信息的传感器替换所述标准传感器；返回控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值的步骤。

本实施例通过控制待标定传感器读取固定光源的待标定光照强度值，并控制标准传感器读取所述固定光源的标准光照强度值；计算所述待标定光照强度值与所述标准光照强度值之间的误差值；根据所述误差值与标准误差范围对所述待标定传感器进行光感标定。本发明在光感标定过程中将标定流程与测试流程同步化，并且根据测量的误差值与标准误差范围的比较来确定传感器是否需要进行多次标定。可以有效解决生产线上光传感器标定效率低和标定结果不准确的问题。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述 实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通 过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的 技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体 现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如只读存储器（Read Only Memory，ROM）/RAM、磁碟、光 盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。