1.一种成像系统最优工作参数的寻找方法,该方法基于一种寻找成像系统最优工作参数的系统,该系统包括控制模块、n路驱动电路、n组电机、n组精密转动台、PC机、光源产生模块以及至少一个相机,n路驱动电路、n组电机与n组精密转动台一一对应,n为成像系统工作参数的数目,相机与控制模块分别与PC机进行数据连接,光源产生模块的控制端和n路驱动电路的控制端分别与控制模块电性连接,n路驱动电路的输出端分别与对应电机的控制端电性连接,n组电机分别带动对应的精密转动台旋转,通过n组精密转动台的旋转分别调节成像系统的n个工作参数;所述控制模块接收PC机下发的控制指令,并根据该控制指令,通过n路驱动电路和n组电机驱动n组精密转动台的旋转,相机将不同工作参数下拍摄的图像传送给PC机,PC机根据接收到的图像数据寻找出成像系统的最优工作参数;
其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)将成像系统的各工作参数的运动范围归一化;所述工作参数包括相机角度、相机光圈、相机焦距和光源照射角度;
(2)初始化粒子群搜索算法,设置m个粒子,随机设置粒子在归一化的各工作参数的位置,并设置粒子群搜索算法的最小变化阈值、最大寻优次数和初始粒子运动步长的自适应最大倍率;
(3)按照设置的m个粒子位置,PC机生成控制指令,控制模块根据控制指令驱动n组精密转动台旋转,从而使成像系统的各工作参数到达设定的位置,并拍摄该位置下的待测对象的图像,每一个粒子对应一张图像;
(4)对m张图像进行适应度评价,找出当前搜索批次中的最优粒子和所有搜索批次中的历史最优粒子;步骤(4)的具体过程如下:(41)计算当前搜索批次的自适应变化适应度的倍率:
上式中,Am2(i)为第i次搜索的自适应变化适应度的倍率,Am1(i)为第i次搜索的粒子运动步长的自适应最大倍率, 且Am1(i)≥1,Ttm为最大寻优次数,Am1为初始粒子运动步长的自适应最大倍率;
(42)采用邻域灰度差分法计算当前搜索批次m张图像中的每个点与周围的区分度之和:上式中, 为第i次搜索中的第j张图像中的每个点与周围的区分度之和,j=1,2,…,m,(x,y)表示图像中的像素点坐标,D为图像中像素点的集合, 表示第i次搜索中的第j张图像在(x,y)处的灰度值;
(43)将 作为当前搜索批次每个粒子的适应度,将当前搜索批次中适应度最小的粒子作为当前搜索批次的最优粒子,将当前搜索批次以前的所有批次中适应度最小的粒子作为历史最优粒子;
(5)判断搜索结束条件,若连续q个搜索批次的粒子最优值小于设定的最小变化阈值,或者当前搜索次数大于设定的最大寻优次数,则判断搜索结束,转入步骤(7),否则转入步骤(6);
(6)对粒子群进行更新,然后返回步骤(3);
(7)输出最优粒子,PC机按照最优粒子生成控制指令,控制模块根据控制指令驱动n组精密转动台旋转,从而使成像系统的各工作参数到达最优位置,进行拍摄。
2.根据权利要求1所述成像系统最优工作参数的寻找方法,其特征在于:在步骤(6)中,按下式更新粒子群:上式中, 为第i搜索批次中第j个粒子的速度, 为第i搜索批次中第j个粒子的位置,j=1,2,…,m,Bi为第i搜索批次中的最优粒子,Bh为历史最优粒子。
3.根据权利要求2所述成像系统最优工作参数的寻找方法,其特征在于:在更新粒子群时,需要对粒子速度进行如下限制:上式中,J为粒子运动的最小步长,J的取值为精密转动台的最小刻度对应的归一化数值。
4.根据权利要求1所述成像系统最优工作参数的寻找方法,其特征在于:所述系统还包括电源模块和触发开关,触发开关采用轻触自锁的微动开关,电源模块的输出端经触发开关与控制模块的供电端相连,当触发开关闭合,电源模块为控制模块供电,系统开始工作。
5.根据权利要求1所述成像系统最优工作参数的寻找方法,其特征在于:所述系统还包括分别与控制模块相连的发光模块和发音模块,发光模块和发音模块用于显示系统的工作状态。
6.根据权利要求5所述成像系统最优工作参数的寻找方法,其特征在于:所述发光模块采用发光二极管,所述发音模块采用蜂鸣器。
7.根据权利要求1所述成像系统最优工作参数的寻找方法,其特征在于:所述驱动电路的型号为L298,所述电机的型号为BYGH42,所述精密转动台的型号为KS332-12,所述光源产生模块采用HF-HX12050环形光源发生器。