基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法、系统和介质

技术领域

本发明涉及荧光粉涂覆技术领域，尤其是一种基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法、系统和存储介质。

背景技术

荧光粉涂覆是LED制造等过程中的重要工艺，荧光粉涂覆的质量指标主要包括厚度和均匀度。现有技术中，是在涂覆好荧光粉之后对产品或半成品进行厚度和均匀度的检查，根据检查结果调整荧光粉涂覆过程中的控制参数，从而使得厚度和均匀度符合标准，这种方式的实时性差，即对厚度和均匀度的检查结果难以及时地反馈到生产过程中以进行控制，造成荧光粉涂覆的厚度和均匀度不稳定。

发明内容

针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法、系统和存储介质。

一方面，本发明实施例包括一种基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法，包括：

在对介质基体进行的荧光粉涂覆过程中，获取多个厚度均匀度信息；各所述厚度均匀度信息分别是从不同方位对涂覆在所述介质基体上的荧光粉采集所得；

通过预见控制算法融合各所述厚度均匀度信息，从而获得预见补偿控制信号；

根据所述预见补偿控制信号，控制所述荧光粉涂覆过程中的荧光粉涂覆厚度均匀度。

进一步地，所述在对介质基体进行的荧光粉涂覆过程中，获取多个厚度均匀度信息，包括：

所述在对介质基体进行的荧光粉涂覆过程中，使用多个摄像头分别从不同方位对涂覆在所述介质基体上的荧光粉进行拍摄，获得多个图像数据；

对所述图像数据进行识别，获得所述厚度均匀度信息。

进一步地，所述通过预见控制算法融合各所述厚度均匀度信息，从而获得预见补偿控制信号，包括：

确定各所述厚度均匀度信息所对应的摄像头；

将对应同一摄像头的各所述厚度均匀度信息分组；

获取各组所述厚度均匀度信息的平均值和方差；

根据同一摄像头对应的各方差，确定该摄像头对应的最优方差和最优反馈值；

根据各摄像头对应的所述最优方差和最优反馈值，确定各摄像头对应的加权反馈值；

获取或设定目标反馈值；

根据所述加权反馈值与所述目标反馈值确定误差项；

根据所述误差项与所述荧光粉涂覆过程对应的动力学方程，确定误差矩阵以及所述误差矩阵的代价函数；

通过最小化所述代价函数，确定所述预见补偿控制信号。

进一步地，所述根据同一摄像头对应的各方差，确定该摄像头对应的最优方差和最优反馈值，包括：

以同一摄像头对应的各方差之积，除以该摄像头对应的各方差之和，从而获得该摄像头对应的所述最优方差；

以同一摄像头对应的各方差与相应平均值的加权和，除以该摄像头对应的各方差之和，从而获得该摄像头对应的所述最优反馈值。

进一步地所述根据各摄像头对应的所述最优方差和最优反馈值，确定各摄像头对应的加权反馈值，包括：

以各摄像头对应的所述最优方差，除以所有摄像头对应的所述最优方差之和，从而获得各摄像头对应的权值因子；

以各摄像头对应的权值因子与最优反馈值的加权和，作为所述加权反馈值。

进一步地，所述根据所述误差项与所述荧光粉涂覆过程对应的动力学方程，确定误差矩阵以及所述误差矩阵的代价函数，包括：

对所述动力学方程进行离散化；

对所述误差项进行一阶差分，建立误差方程；

根据所述动力学方程和所述误差方程，建立增广型误差矩阵；

对所述增广型误差矩阵取二次型目标代价函数。

进一步地，所述通过最小化所述代价函数，确定所述预见补偿控制信号，包括：

确定所述代价函数为

令所述代价函数最小化，获得

将Δu(k)代入J中，令

设

进一步地，所述根据所述预见补偿控制信号，控制所述荧光粉涂覆过程中的荧光粉涂覆厚度均匀度，包括：

以所述预见补偿控制信号驱动所述荧光粉涂覆过程中使用的可调气压阀；所述可调气压阀用于向所述介质基体涂覆荧光粉。

另一方面，本发明实施例还包括一种基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆系统，包括：

拍摄模块，用于在对介质基体进行的荧光粉涂覆过程中，获取多个厚度均匀度信息；各所述厚度均匀度信息分别是从不同方位对涂覆在所述介质基体上的荧光粉采集所得；

处理模块，用于通过预见控制算法融合各所述厚度均匀度信息，从而获得预见补偿控制信号；

涂覆模块，用于根据所述预见补偿控制信号，控制所述荧光粉涂覆过程中的荧光粉涂覆厚度均匀度。

另一方面，本发明实施例还包括一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行实施例中的基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法。

本发明的有益效果是：实施例中的基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法，以预见补偿控制信号驱动荧光粉涂覆过程中使用的可调气压阀，可以精确控制可调气压阀在向介质基体涂覆荧光粉时的气流和荧光粉胶流速，从而有效控制荧光粉层的厚度与均匀度，实现精密荧光粉微涂覆，而且，在计算机性能足够的情况下，基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法中的各步骤几乎是同时执行的，具有良好的实时性，即对厚度和均匀度的检查结果可以及时地反馈到生产过程中以进行控制，保持荧光粉涂覆的厚度和均匀度的稳定。

附图说明

图1、图2和图3为实施例中基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法的原理示意图。

具体实施方式

本实施例中，使用基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆系统，执行基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法。其中，基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆系统包括拍摄模块、处理模块和涂覆模块。具体地，使用多个摄像头或相机作为拍摄模块，使用上位机作为处理模块，使用可调气压阀作为涂覆模块。

本实施例中，基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法的原理如图1所示，包括以下步骤：

S1.在对介质基体进行的荧光粉涂覆过程中，获取多个厚度均匀度信息；

S2.通过预见控制算法融合各厚度均匀度信息，从而获得预见补偿控制信号；

S3.根据预见补偿控制信号，控制荧光粉涂覆过程中的荧光粉涂覆厚度均匀度。

本实施例中，使用拍摄模块执行步骤S1，使用处理模块执行步骤S2，使用涂覆模块执行步骤S3。

步骤S1-S3的原理如图2和图3所示。

本实施例中，执行步骤S1时，在对LED板等介质基体进行的荧光粉涂覆过程中，在对使用多个摄像头分别从不同方位对涂覆在介质基体上的荧光粉进行拍摄，获得多个图像数据，然后对图像数据进行识别，获得厚度均匀度信息。

步骤S2中，使用预见控制算法对各厚度均匀度信息进行融合处理，获得预见补偿控制信号。步骤S2具体包括：

S201.确定各厚度均匀度信息所对应的摄像头；

本实施例中，设置了四个摄像头，每个摄像头都拍摄得到多个图像数据，每个图像数据经过处理后能够获得相应的厚度均匀度信息，因此每个厚度均匀度信息都能与相应一个摄像头对应起来；

S202.将对应同一摄像头的各厚度均匀度信息分组；

本实施例中，设某个时刻或者时间段内单个摄像头采集了n个厚度均匀度信息，将这n个厚度均匀度信息均分为q组，其中第j组为R

S203.获取各组厚度均匀度信息的平均值和方差；

同一摄像头对应的q组厚度均匀度信息的平均值为

S204.根据同一摄像头对应的各方差，确定该摄像头对应的最优方差和最优反馈值；

本实施例中，同一摄像头对应的最优方差，是该摄像头对应的各方差之积除以该摄像头对应的各方差之和；同一摄像头对应的最优反馈值，是该摄像头对应的各方差与相应平均值的加权和除以该摄像头对应的各方差之和，即最优方差的计算公式为

S205.根据各摄像头对应的最优方差和最优反馈值，确定各摄像头对应的加权反馈值；

首先，以各摄像头对应的最优方差，除以所有摄像头对应的最优方差之和，从而获得各摄像头对应的权值因子；例如，对于摄像头1，其权值因子为

S206.获取或设定目标反馈值；

本实施例中，目标反馈值可以是事先设定或者现场设定的所需荧光粉层的厚度与均匀度确定已知信息预见控制前馈输入，表示为R(k)；

S207.根据加权反馈值与目标反馈值确定误差项；

本实施例中，通过公式

S208.根据误差项与荧光粉涂覆过程对应的动力学方程，确定误差矩阵以及误差矩阵的代价函数；

首先，获取荧光粉涂覆过程中所使用的可调气压阀的工作参数建立动力学方程，获得离散化后的动力学方程

S209.通过最小化代价函数，确定预见补偿控制信号。

步骤S209中，令代价函数最小化，获得

将Δu(k)代入J中，令

设

在步骤S3中，以预见补偿控制信号Δu(k)驱动荧光粉涂覆过程中使用的可调气压阀，可以精确控制可调气压阀在向介质基体涂覆荧光粉时的气流和荧光粉胶流速，从而有效控制荧光粉层的厚度与均匀度，实现精密荧光粉微涂覆。而且，在计算机性能足够的情况下，步骤S1-S3几乎是同时执行的，具有良好的实时性，即对厚度和均匀度的检查结果可以及时地反馈到生产过程中以进行控制，保持荧光粉涂覆的厚度和均匀度的稳定。

可以通过编写执行本实施例中的基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法的计算机程序，将该计算机程序写入至计算机装置或者存储介质中，当计算机程序被读取出来运行时，执行本实施例中的基于信息融合预见控制的荧光粉涂覆方法。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。