CN114236885A - 一种电能表液晶显示机器视觉检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电能表液晶显示机器视觉检测系统和方法，该系统包括上位计算机，与上位计算机连接的被检测电能表、工业相机、程控光源；工业相机、程控光源设于被检测电能表的待拍面。采用多种不同亮度的照片作为模板，能够适应不同检测环境及不同批次电能表液晶显示自身显示背光亮度不同及不均匀的问题。

Description

一种电能表液晶显示机器视觉检测系统和方法

技术领域

本发明属于设备检测领域，具体涉及电能表自动化检定系统，尤其是一种电能表液晶显示机器视觉检测系统和方法。

背景技术

电能表自动检定流水线外观检测单元，用于检测电能表的液晶显示正常与否及外观（铭牌、指示灯等）的检测，液晶显示检测是要检测电能表带电时的液晶显示画面（或特定的显示内容画面），检测有无不显、黑屏、花屏、缺段等现象，铭牌标识检测是要检测电能表铭牌上的特定标识内容，如条码信息、厂家规格型号等内容是否是合格。

传统检测方法采用模式比对及OCR识别相结合的方法，液晶显示及铭牌上固定的字符、符号、标识等，采用预设标准模板进行模式对比，将需要单独识别比对的内容设置为一个元素，检测时将采集到的照片预处理后，找出要检测比对区域，提取出被检测元素图像，与标准模板元素图像进行模式比对，依据预设的阀值进行合格与否判断。在使用过程中存在以下缺点：由于电能表液晶显示带LCD背光，不同批次或厂家的电能表LCD显示亮度及均匀度会有偏差，再者环境光的变化也会导致采集到的照片高度不固定，导致检测时与标准模板比对时，误断率较高，检测效果差。

发明内容

为解决上述问题，提升检测准确度，降低误判率，本发明采用了一种电能表液晶显示机器视觉检测系统和方法，实现液晶显示的快速、准确检测。电能表自动检定系统外观检测单元采用了一款程控光源自动调整光源亮度，针对不同显示亮度的液晶屏均能正常准确检测，检测模板制作时，分别设置不同的光源亮度，采集三个模板照片，再依据比对元素坐标及范围，提取出同一元素的三种不同亮度的区域图像作为标准模板，能够适应不同检测环境及不同批次电能表液晶显示自身显示背光亮度不同及不均匀的问题。同时程控光源可以在检测时，调整亮度到正常亮度范围，优先判断正常亮度模板照片，合格就不需进行其它两个判断，以提升检测效率。

本发明的技术方案具体如下：

一种电能表液晶显示机器视觉检测系统，包括上位计算机，与上位计算机连接的被检测电能表、工业相机、程控光源；工业相机、程控光源设于被检测电能表的待拍面；

上位计算机采集若干种不同亮度的照片，再依据比对元素坐标及范围，提取出同一元素的若干种不同亮度的区域图像作为标准模板，依据模板的蒙板图元素，逐一提取被检照片的对应区域图像分别与已保存的模板库中若干标准图进行比对，比对时任有一张图合格即为合格，若干张均不合格时，判定为不合格。

进一步地，系统还包括自动接线结构和程控电压源，被检测电能表与自动接线结构、程控电压源连接；自动接线结构和程控电压源与上位计算机连接。

进一步地，若干种不同亮度的照片包括正常、高亮度、低亮度三种光源亮度下采集的照片。

进一步地，依据模板蒙板对比元素图像之前还包括照片位置校准、图片角度校准和图片高度校准。

进一步地，模板制作流程如下：

上位机控制接拆线机构接线；程控电压源给电能表加电；显示需检测屏显内容；调节光源为不同的亮度，相机拍照并采集照片；任选一张照片制作比对元素蒙版图；依据蒙板图在上述照片中提取标准图并存储；关闭电压，拆线，完成模板制作。

本发明还涉及的一种电能表液晶显示机器视觉检测方法，按以下进行：流水线调度控制系统调度托盘进检定仓；通知检测单元进表完成并发送电能表身份信息；通知PLC控制拆线结构接线；程控电压源给电能表加电；电能表显示需检测屏显示内容；相机拍照并采集照片；显示采集照片；调用图片识别检测流程进行图片判定；检测完成返回检测结果；显示检测结果，并显示不合格元素；依据表身份保存检测结果到数据库；通知PLC控制程控电源关闭电压输出；通知调度系统检测完成；托盘送出检定单元。

本发明还涉及的电子设备，包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明还涉及的非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上述方法的步骤。

与现有技术，本发明的有益效果具体如下：

1)采用正常、高亮度、低亮度三种不同亮度的照片作为模板，能够适应不同检测环境及不同批次电能表液晶显示自身显示背光亮度不同及不均匀的问题。

2)采用单独的蒙板图片对三个模板照片及检测采集的照片进行检测元素处理，相较固定一个亮度的模板照片，检测时采集一张照片的方式，判断准确度提高。

3)采用程控光源可以在制作模板时或在检测时，调整亮度到正常亮度范围，以提升检测效率。

4)检测时，优先判断正常亮度模板照片，合格就不需进行其它两个判断，相较的方式：模板采集一个照片，检测时控制光源或相机光圈采集三张照片，分别比对的处理方式，处理效率高。

5)还可以在此基础上进行扩展，增设更多其它亮度的模板照片，以进一步提升检测的适应范围及准确度。

附图说明

图1是本实施例的系统的框图；

图2是本实施例的检测比对作业流程；

图3是本实施例的系统的流程；

图4是实施例的模板制作流程。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

如图1所示，本实施例的电能表液晶显示机器视觉检测系统，包括上位计算机，与上位计算机连接的被检测电能表、工业相机、程控光源；工业相机、自动接线结构和程控电压源，程控光源设于被检测电能表的待拍面；上位计算机采集若干种不同亮度的照片，再依据比对元素坐标及范围，提取出同一元素的若干种不同亮度的区域图像作为标准模板，依据模板的蒙板图元素，逐一提取被检照片的对应区域图像分别与已保存的模板库中若干标准图进行比对，比对时任有一张图合格即为合格，若干张均不合格时，判定为不合格。被检测电能表与自动接线结构、程控电压源连接；自动接线结构和程控电压源与上位计算机连接。

本实施例采用一款程控光源，可以在上位机的控制下，调整光源亮度，为了使检测时针对不同显示亮度的液晶屏均能正常准确检测，检测模板制作时，分别设置正常、高亮度、低亮度三种光源亮度，亮度控制通过上位控制计算机控制程控光源的控制电压实现，额定工作电压为高亮度，80%工作电压为正常亮度，60%工作电压为低亮度；高通过上位机控制工业相机采集三个不同亮度等级模板照片，再依据比对元素坐标及范围，提取出同一元素的三种不同亮度的区域图像作为标准模板，还可以在此基础上进行扩展，增设更多其它亮度的模板照片，以进一步提升检测的适应范围及准确度。本实施例模板制作完成并保存后，即可开始进行检测作业，在一个检测单元有多个相机或有多个检测单元时，制作的模块可以直接复制至其它相机作为标准模板使用。

在开展外观检测时，程控光源调整到正常亮度范围，只采集一张照片，首先进行照片预处理操作，预处理完成后，依据模板的蒙板图元素，逐一提取被检照片的对应区域图像分别与已保存的模板库中A、B、C标准图进行比对，比对时任有一张图合格即为合格，三张均不合格时，判定为不合格，判定流程图如图2所示。依据模板蒙板对比元素图像之前还包括照片位置校准、图片角度校准和图片高度校准。

本实施例中，电能表自动检定流水线系统在进行外观检测时，电能表在托盘上输送，通过PLC和上位调度控制托盘的进出外观检测单元，上位机控制接拆线机构完成对被检电能表自动接线，控制程控电压源给电能表加电，模拟运行工况，上位机控制电能表显示需检测屏显示内容，控制相机拍照并采集相片，在电能表第一次预检时自动制作标准模板相片，调用图片识别检测流程进行图片判定，整体作业流程如图3所示。

本实施例的电能表液晶显示机器视觉检测方法，按以下进行：流水线调度控制系统调度托盘进检定仓；通知检测单元进表完成并发送电能表身份信息；通知PLC控制拆线结构接线；程控电压源给电能表加电；电能表显示需检测屏显示内容；相机拍照并采集照片；显示采集照片；调用图片识别检测流程进行图片判定；检测完成返回检测结果；显示检测结果，并显示不合格元素；依据表身份保存检测结果到数据库；通知PLC控制程控电源关闭电压输出；通知调度系统检测完成；托盘送出检定单元。

在电能表第一次预检时自动制作标准模板相片，制作时上位机控制程控光源，分别设置正常、高亮度、低亮度三种光源亮度，通过上位机控制工业相机采集三个模板照片其模板制作流程如下图4所示。

上位机控制接拆线机构接线；程控电压源给电能表加电；显示需检测屏显内容；调节光源为不同的亮度，相机拍照并各采集一张共三张照片；三张照片中选取标准亮度照片使用模板制作工具制作比对元素蒙版图，制作方法为采用绘图工具有照片上依次框选出需要检测的显示元素区域，并按名称序号保存下每个元素的坐标位置；依据蒙板图在上述照片中提取标准图并存储；关闭电压，拆线，完成模板制作。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。

这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(centralprocessing unit，CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，SOC)的形式实现。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在可读存储介质中，或者从一个可读存储介质向另一个可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可选的，本申请实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述所示实施例的方法。

可选的，本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，所述芯片用于执行上述所示实施例的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电能表液晶显示机器视觉检测系统，其特征在于：包括上位计算机，与上位计算机连接的被检测电能表、工业相机、程控光源；工业相机、程控光源设于被检测电能表的待拍面；

上位计算机采集若干种不同亮度的照片，再依据比对元素坐标及范围，提取出同一元素的若干种不同亮度的区域图像作为标准模板，依据模板的蒙板图元素，逐一提取被检照片的对应区域图像分别与已保存的模板库中若干标准图进行比对，比对时任有一张图合格即为合格，若干张均不合格时，判定为不合格。

2.根据权利要求1所述的电能表液晶显示机器视觉检测系统，其特征在于：系统还包括自动接线结构和程控电压源，被检测电能表与自动接线结构、程控电压源连接；自动接线结构和程控电压源与上位计算机连接。

3.根据权利要求1所述的电能表液晶显示机器视觉检测系统，其特征在于：若干种不同亮度的照片包括正常、高亮度、低亮度三种光源亮度下采集的照片。

4.根据权利要求1所述的电能表液晶显示机器视觉检测系统，其特征在于：依据模板蒙板对比元素图像之前还包括照片位置校准、图片角度校准和图片高度校准。

5.根据权利要求1所述的电能表液晶显示机器视觉检测系统，其特征在于：模板制作流程如下：

上位机控制接拆线机构接线；程控电压源给电能表加电；显示需检测屏显内容；调节光源为不同的亮度，相机拍照并采集照片；任选一张照片制作比对元素蒙版图；依据蒙板图在上述照片中提取标准图并存储；关闭电压，拆线，完成模板制作。

6.一种电能表液晶显示机器视觉检测方法，其特征在于：按以下进行：流水线调度控制系统调度托盘进检定仓；通知检测单元进表完成并发送电能表身份信息；通知PLC控制拆线结构接线；程控电压源给电能表加电；电能表显示需检测屏显示内容；相机拍照并采集照片；显示采集照片；调用图片识别检测流程进行图片判定；检测完成返回检测结果；显示检测结果，并显示不合格元素；依据表身份保存检测结果到数据库；通知PLC控制程控电源关闭电压输出；通知调度系统检测完成；托盘送出检定单元。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求6所述方法的步骤。

8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求6所述方法的步骤。

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