CN117782541B - 一种基于机器视觉的工程机械led灯具生产测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程机械LED灯具测试技术领域，具体公开一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，本发明通过获取工程机械LED灯具应用工程设备的允许工作环境条件，据此进行光学性能测试环境调控，进而在调控的测试环境下进行光学性能测试，实现了基于实际应用环境的光学性能模拟测试，能够准确反映灯具在实际工作条件下的性能，并在基于实际应用环境进行工程机械LED灯具的光学性能模拟测试时通过设置温度试验组、湿度试验组和粉尘浓度试验组进行光学品质和光学性能稳定性测试，由此满足了工程机械LED灯具实际应用中对光学性能的特定需求，使得测试结果既全面又能够凸显测试重点，大大提升了测试结果的使用价值。

Description

一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统

技术领域

本发明属于工程机械LED灯具测试技术领域，具体为一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统。

背景技术

随着城市化进程地加快，人口不断向城市集中。城市的人口增加导致对住房、商业和公共设施的需求增加，促使了更多的建筑项目建设，为了提高建设效率，减少对周围环境的影响，有些建筑项目不可避免地会选择在夜间施工，这就需要用到工程机械LED灯具进行照明，以满足夜间施工设备的照明需求，特别是装载机和挖掘机，由此推动了工程机械LED灯具的生产。

工程机械LED灯具生产结束后为了确保其能够满足夜间施工的照明需求，需要对其进行质量测试，特别是光学性能测试，然而现有技术在进行光学性能测试时忽略了工程机械LED灯具的实际应用环境，由于建筑项目通常在户外或尘土飞扬的环境中施工，使得工程机械LED灯具大多应用于较为恶劣的工作环境下，例如高温、高湿、高粉尘，这样以来导致测试环境缺乏针对性，容易造成测试环境与实际应用环境存在较大差异，致使测试结果难以准确地反映了灯具在实际工作条件下的性能，这可能导致对光学性能的错误评估。

进一步地，由于现有技术忽略了工程机械LED灯具的实际应用环境使其对光学性能测试过度关注光学品质，缺乏对光学性能稳定性的测试，导致测试结果无法满足工程机械LED灯具实际应用中对光学性能的特定需求，致使测试结果片面且凸显重点，从而在一定程度上降低了测试结果的使用价值。

另外为了提高测试效率和测试准确性，现在大多采用机器视觉技术进行光学性能测试，但机器视觉中摄像头的图像采集质量受环境影响较大，特别是光照强度，可能对机器视觉系统的性能产生影响，需要对摄像状态进行额外的调整，但现有技术中对摄像状态的调整通常是由人工操作，而人工调整摄像状态可能需要一定的时间，这会降低机器视觉系统的实时性和高效性，同时人工调整可能引入人为误差，导致不一致的测试结果，影响测试的准确性和一致性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，通过模拟实际应用环境进行工程机械LED灯具的光学性能测试，并在测试过程中进行摄像状态自动调整，同时增加光学稳定性测试，有效解决了背景技术提到的问题。

本发明具体采用以下技术方案来实现：一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，包括：测试环境条件获取模块，用于获取待测LED灯具应用的工程机械设备规格型号，并由此得到工程机械设备的允许工作环境条件，具体包括允许工作温度区间、允许工作湿度区间和允许工作粉尘浓度区间，进而将其作为测试环境条件。

测试环境试验规划模块，用于将测试环境条件进行试验规划，得到温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组，并设置试验组的试验顺序。

测试硬件设施搭建模块，用于在试验室内设置由机械臂自动控制的高清摄像头，并在高清摄像头上设置光照传感器，同时将待测LED灯具进行位置固定，并划定待测LED灯具的照射区域。

光学性能测试模块，用于利用试验室内的环境控制终端按照试验组的试验顺序进行试验环境调控，并在调控后控制待测LED灯具向照射区域打开，与此同时控制光照传感器检测环境光照强度，由此自动调整高清摄像头的拍摄参数，进而在调整完毕之后由高清摄像头向照射区域采集待测LED灯具的照射图像，由此得到温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像。

光学性能分析模块，用于对温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像进行亮度分布、颜色分布和光束形状分析，由此得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的光学品质系数，并据此评判光学性能是否达标。

光学性能稳定评价模块，用于基于温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的光学品质系数评价待测LED灯具的光学性能稳定度。

作为本发明的进一步创新，所述将测试环境条件进行试验规划实施如下：将允许工作温度区间按照设置的间隔温度进行划分，得到若干温度，并将划分的各温度按照由低到高的顺序进行排列，形成温度试验组。

将允许工作湿度区间按照设置的间隔湿度进行划分，得到若干温湿度，并将划分的各湿度按照由低到高的顺序进行排列，形成湿度试验组。

将允许工作粉尘浓度区间按照设置的间隔粉尘浓度进行划分，得到若干粉尘浓度，并将划分的各粉尘浓度按照由低到高的顺序进行排列，形成粉尘试验组。

作为本发明的进一步创新，所述设置试验组的试验顺序参见下述过程：分别对温度、湿度和粉尘进行顺序排列，并在排列之后将温度试验组中温度的排列顺序、湿度试验组中湿度的排列顺序和粉尘试验组中粉尘浓度的排列顺序作为试验顺序。

作为本发明的进一步创新，所述利用试验室内的环境控制终端按照试验组的试验顺序进行试验环境调控具体操作如下：在进行温度试验组中各次试验的试验环境调控时保持相同的湿度和粉尘浓度。

在进行湿度试验组中各次试验的试验环境调控时保持相同的温度和粉尘浓度。

在进行粉尘试验组中各次试验的试验环境调控时保持相同的温度和湿度。

作为本发明的进一步创新，所述自动调整高清摄像头的拍摄参数如下过程：（1）获取高清摄像头的技术规格，据此得到高清摄像头运行的适宜光照强度。

（2）将光照传感器采集的光照强度与高清摄像头运行的适宜光照强度进行对比，计算光照差距度，其中，式中/>表示自然常数。

（3）将光照差距度与系统设置的限定值进行对比，若光照差距度大于限定值，则执行（4），反之则执行（5）。

（4）控制机械臂调整高清摄像头的拍摄位置，并在调整之后重新利用光照传感器采集光照强度，进而按照（2）-（3）执行。

（5）将光照强度与适宜光照强度的对比差反馈至高清摄像头，由高清摄像头根据对比结果调整拍摄参数，并在调整完毕后控制高清摄像头进行预图像拍摄，进而对拍摄的预图像进行图像采集质量检测，同时将检测结果与系统预设的达标图像采集质量进行对比，若达到达标图像采集质量，则控制机械臂在该拍摄位置固定，若未达到达标图像采集质量，则执行（4）。

作为本发明的进一步创新，所述对温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像进行亮度分布、颜色分布和光束形状分析的过程如下：分别将温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像均匀进行图像分割，得到若干子图像，并提取各子图像的亮度，并进行相互对比，从中选取最大亮度和最小亮度。

将最大亮度和最小亮度导入照射亮度分布均匀度计算公式，得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的照射亮度分布均匀度。

从各子图像中提取色度，并进行相互对比，从中选取最大色度和最小色度，并将其代入照射色度分布均匀度计算公式，得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的照射色度分布均匀度。

从温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像中提取光束轮廓，并将其与待测LED灯具的设计光束轮廓进行重合匹配，得到光束轮廓重合面积，进而将匹配结果导入表达式，得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的光束形状符合度。

作为本发明的进一步创新，所述各次试验对应的光学品质系数获取过程如下：将温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的照射亮度分布均匀度、照射色度分布均匀度和光束形状符合度导入统计公式，得到各次试验对应的光学品质系数/>，式中/>、/>、/>分别表示为照射亮度分布均匀度、照射色度分布均匀度、光束形状符合度。

作为本发明的进一步创新，所述光学性能是否达标的评判过程如下：将各次试验对应的光学品质系数与合格光学品质系数进行对比，若某次试验对应的光学品质系数大于或等于合格光学品质系数，则将该次试验作为有效试验。

统计温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组对应所有试验中存在的有效试验频次，由此计算待测LED灯具的光学性能合格率，并将其导入评判模型，得到光学性能是否达标的评判结果，模型中/>表示光学性能达标，/>表示光学性能不达标。

作为本发明的进一步创新，所述待测LED灯具的光学性能稳定度评价过程如下：分别以温度、湿度和粉尘浓度为横坐标，以光学品质系数为纵坐标，构建二维坐标系，进而针对温度试验组中各次试验的温度和光学品质系数，湿度试验组中各次试验的湿度和光学品质系数，粉尘试验组中各次试验的粉尘浓度和光学品质系数在所构建的二维坐标系内标注若干点，形成光学品质随温度、湿度、粉尘浓度的散点图，并对所述散点图进行回归线绘制，进而获取回归线的斜率，分别记为、/>、/>。

将、/>、/>代入评估公式/>，得到待测LED灯具的光学性能稳定度/>。

作为本发明的进一步创新，还包括优势适用环境识别模块，用于识别待测LED灯具光学性能对应的优势适用环境，具体识别过程如下：分别计算温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组对应的有效试验占比率，并进行对比，从中获取光学品质对应的优势适用环境。

将、/>、/>进行对比，从中获取光学稳定对应的优势适用环境。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1、本发明通过获取工程机械LED灯具的应用工程设备，得到工程机械设备的允许工作环境条件，据此进行光学性能测试环境调控，进而在调控的测试环境下进行光学性能测试，实现了基于实际应用环境的光学性能模拟测试，有效避免出现测试环境与实际应用环境的较大差异，能够准确反映灯具在实际工作条件下的性能，有利于提升光学性能的评估准确性和合理性。

2、本发明在基于实际应用环境进行工程机械LED灯具的光学性能模拟测试时通过设置温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组，得到各次试验对应的光学品质系数，实现了光学品质的测试，还依据试验组中各次试验的环境条件和光学品质系数进行光学性能稳定性测试，由此满足了工程机械LED灯具实际应用中对光学性能的特定需求，使得测试结果既全面又能够凸显测试重点，大大提升了测试结果的使用价值。

3、本发明通过在试验室内设置由机械臂自动控制的高清摄像头，以此搭建测试硬件设施，进而在测试环境搭建后自动调整高清摄像头的摄像位置和拍摄参数，使其摄像状态达到最佳，实现了摄像状态的自动化、智能化调整，相比较人工调整，能够在提高调整及时性的同时调整准确性，为光学性能测试提供高效可靠的基础保障。

4、本发明在模拟实际应用环境进行工程机械LED灯具的光学品质和光学性能稳定度测试后，还基于测试结果进行光学品质、光学稳定度对应的优势适用环境识别，能够为工程机械LED灯具的实际使用提供可靠参照，有利于发挥最佳使用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。

图1为本发明的系统各模块连接示意图。

图2为本发明的光学品质随温度的散点图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示，本发明提出一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，包括测试环境条件获取模块、测试环境试验规划模块、测试硬件设施搭建模块、光学性能测试模块、光学性能分析模块、光学性能稳定评价模块和优势适用环境识别模块，其中测试环境条件获取模块与测试环境试验规划模块连接，测试环境试验规划模块和测试硬件设施搭建模块均与光学性能测试模块连接，光学性能测试模块与光学性能分析模块连接，光学性能分析模块与光学性能稳定评价模块连接，光学性能分析模块和光学性能稳定评价模块均与优势适用环境识别模块连接。

所述测试环境条件获取模块用于获取待测LED灯具应用的工程机械设备规格型号，并由此从工程机械设备的使用手册或技术规格书中得到工程机械设备的允许工作环境条件，具体包括允许工作温度区间、允许工作湿度区间和允许工作粉尘浓度区间，进而将其作为测试环境条件。

所述测试环境试验规划模块用于将测试环境条件进行试验规划，得到温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组，并设置试验组的试验顺序。

在上述方案的具体实施中，将测试环境条件进行试验规划实施如下：将允许工作温度区间按照设置的间隔温度进行划分，得到若干温度，并将划分的各温度按照由低到高的顺序进行排列，形成温度试验组。

示例性地，以工程机械设备为挖掘机举例来说，挖掘机的允许工作温度区间为-20℃-50℃，设置的间隔温度为5℃，则得到的各温度分别为-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃。

将允许工作湿度区间按照设置的间隔湿度进行划分，得到若干温湿度，并将划分的各湿度按照由低到高的顺序进行排列，形成湿度试验组。

将允许工作粉尘浓度区间按照设置的间隔粉尘浓度进行划分，得到若干粉尘浓度，并将划分的各粉尘浓度按照由低到高的顺序进行排列，形成粉尘试验组。

本发明通过获取工程机械LED灯具的应用工程设备，得到工程机械设备的允许工作环境条件，据此进行光学性能测试环境调控，进而在调控的测试环境下进行光学性能测试，实现了基于实际应用环境的光学性能模拟测试，有效避免出现测试环境与实际应用环境的较大差异，能够准确反映灯具在实际工作条件下的性能，有利于提升光学性能的评估准确性和合理性。

进一步地，试验组的试验顺序参见下述设置过程：分别对温度、湿度和粉尘进行顺序排列，并在排列之后将温度试验组中温度的排列顺序、湿度试验组中湿度的排列顺序和粉尘试验组中粉尘浓度的排列顺序作为试验顺序。

在一个具体地示例中，试验组的试验顺序可以先进行温度试验、再进行湿度测验，最后进行粉尘试验。

所述测试硬件设施搭建模块用于在试验室内设置由机械臂自动控制的高清摄像头，并在高清摄像头上设置光照传感器，同时将待测LED灯具进行位置固定，并划定待测LED灯具的照射区域。

所述光学性能测试模块用于利用试验室内的环境控制终端按照试验组的试验顺序进行试验环境调控，具体操作如下：当进行温度试验时利用试验室内的空调系统或温度控制箱调控室内的温度，使其符合温度试验组中的各温度。

当进行湿度试验时利用试验室内的湿度控制箱调控室内的湿度，使其符合湿度试验组中的各湿度。

当进行粉尘试验时利用试验室内的颗粒发生器调控室内的粉尘浓度，使其符合粉尘试验组中的各粉尘浓度。

需要说明的是，在进行温度试验组中各次试验的试验环境调控时保持相同的湿度和粉尘浓度，具体可以从允许工作湿度区间和允许工作粉尘浓度区间中选取中间值进行统一调控。

在进行湿度试验组中各次试验的试验环境调控时保持相同的温度和粉尘浓度，具体可以从允许工作温度区间和允许工作粉尘浓度区间中选取中间值进行统一调控。

在进行粉尘试验组中各次试验的试验环境调控时保持相同的温度和湿度，具体可以从允许工作温度区间和允许工作湿度区间中选取中间值进行统一调控。

上述中在进行温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应各次试验的环境调控，保持其他环境条件的统一是为了让温度试验、湿度试验和粉尘试验维持单一的场景变量，进而能够最大限度避免因其他参数变动造成对试验结果的干扰，符合单一变量原则。

需要补充说明的是，在进行温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组的各次试验时相邻试验之间需要间隔设定时长，这是为了规避相邻试验相隔过近造成对试验结果的干扰。

光学性能测试模块在进行各次试验的试验环境调控后控制待测LED灯具向照射区域打开，与此同时控制光照传感器检测环境光照强度，由此自动调整高清摄像头的拍摄参数，具体地，拍摄参数可以包括快门速度、焦距、光圈大小等，进而在调整完毕之后由高清摄像头向照射区域采集待测LED灯具的照射图像，由此得到温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像。

应用于上述实施例，自动调整高清摄像头的拍摄参数如下过程：（1）获取高清摄像头的技术规格，据此从高清摄像头的使用手册中提取高清摄像头运行的适宜光照强度。

（2）将光照传感器采集的光照强度与高清摄像头运行的适宜光照强度进行对比，计算光照差距度，其中，式中/>表示自然常数，其中光照传感器采集的光照强度与高清摄像头运行的适宜光照强度之间相差越大，光照差距度越大。

（3）将光照差距度与系统设置的限定值进行对比，若光照差距度大于限定值，表明光照传感器采集的光照强度与高清摄像头运行的适宜光照强度之间相差较大，如果在这种情况下还维持当前拍摄位置进行拍摄参数调整，可能会增加调整困难性，同时还可能延长调整时长，最重要的是调整结果还可能无法满足预期，造成无效调整，因而在这种情况下可以执行（4），反之表明光照传感器采集的光照强度与高清摄像头运行的适宜光照强度之间较为接近，可以通过微调满足最佳拍摄需求，在这种情况下可以执行（5）。

（4）控制机械臂调整高清摄像头的拍摄位置，并在调整之后重新利用光照传感器采集光照强度，进而按照（2）-（3）执行。

（5）将光照强度与适宜光照强度的对比差反馈至高清摄像头，由高清摄像头根据对比结果调整拍摄参数，并在调整完毕后控制高清摄像头进行预图像拍摄，进而对拍摄的预图像进行图像采集质量检测，同时将检测结果与系统预设的达标图像采集质量进行对比，若达到达标图像采集质量，则控制机械臂在该拍摄位置固定，若未达到达标图像采集质量，则执行（4）。

在上述方案的可实施方式中，对拍摄的预图像进行图像采集质量检测实施如下：通过对拍摄的预图像进行对比度、信噪比等检测，并将检测结果与系统预设的达标对比度、达标信噪比进行对比，若对比度、信噪比均符合达标对比度、达标信噪比，则表明预图像的采集质量达到达标图像采集质量。

本发明通过在试验室内设置由机械臂自动控制的高清摄像头，以此搭建测试硬件设施，进而在测试环境搭建后自动调整高清摄像头的摄像位置和拍摄参数，使其摄像状态达到最佳，实现了摄像状态的自动化、智能化调整，相比较人工调整，能够在提高调整及时性的同时调整准确性，为光学性能测试提供高效可靠的基础保障。

所述光学性能分析模块用于对温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像进行亮度分布、颜色分布和光束形状分析，由此得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的光学品质系数，并据此评判光学性能是否达标。

优选地，对温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像进行亮度分布、颜色分布和光束形状分析的过程如下：分别将温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像均匀进行图像分割，得到若干子图像，并提取各子图像的亮度，并进行相互对比，从中选取最大亮度和最小亮度。

将最大亮度和最小亮度导入照射亮度分布均匀度计算公式，得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的照射亮度分布均匀度，其中最大亮度与最小亮度之间相差越小，照射亮度分布均匀度越大。

从各子图像中提取色度，并进行相互对比，从中选取最大色度和最小色度，并将其代入照射色度分布均匀度计算公式，得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的照射色度分布均匀度，其中最大色度与最小色度之间相差越小，照射色度分布均匀度越大。

从温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像中提取光束轮廓，并将其与待测LED灯具的设计光束轮廓进行重合匹配，得到光束轮廓重合面积，进而将匹配结果导入表达式，得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的光束形状符合度，其中光束轮廓重合面积越大，光束形状符合度越大。

需要了解的是，本发明选择亮度分布、颜色分布和光束形状作为工程机械LED灯具光学性能测试内容的原因在于：工程机械操作中如果光线的亮度分布不均匀，可能导致一些区域过于明亮或暗淡，影响操作者的视野，均匀的亮度分布有助于提高工程机械的能见度和工作效率。

在工程机械应用中，保持一致的色度分布对于确保操作者能够准确地识别物体颜色和细节至关重要，如果颜色分布不均匀，可能导致误解或错误判断，影响工作效率和安全性。

另外，LED灯具发出的光束形状对于工程机械的照明效果和覆盖范围至关重要，具体为光束形状的检测确保灯具能够提供期望的照明范围和均匀度，避免出现过于聚焦或分散的情况，保证操作者有足够的照明覆盖范围和合适的光照强度。

进一步优选地，各次试验对应的光学品质系数获取过程如下：将温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的照射亮度分布均匀度、照射色度分布均匀度和光束形状符合度导入统计公式，得到各次试验对应的光学品质系数/>，式中/>、/>、/>分别表示为照射亮度分布均匀度、照射色度分布均匀度、光束形状符合度。

再进一步地，光学性能是否达标的评判过程如下：将各次试验对应的光学品质系数与合格光学品质系数进行对比，示例性地，合格光学品质系数可以设置为0.8，若某次试验对应的光学品质系数大于或等于合格光学品质系数，则将该次试验作为有效试验。

统计温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组对应所有试验中存在的有效试验频次，由此计算待测LED灯具的光学性能合格率，其中，并将其导入评判模型/>，得到光学性能是否达标的评判结果，模型中/>表示光学性能达标，/>表示光学性能不达标。

上述式中试验总频次为温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组对应所有试验频次和。

所述光学性能稳定评价模块用于基于温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的光学品质系数评价待测LED灯具的光学性能稳定度，具体评价过程如下：分别以温度、湿度和粉尘浓度为横坐标，以光学品质系数为纵坐标，构建二维坐标系，进而针对温度试验组中各次试验的温度和光学品质系数，湿度试验组中各次试验的湿度和光学品质系数，粉尘试验组中各次试验的粉尘浓度和光学品质系数在所构建的二维坐标系内标注若干点，形成光学品质随温度、湿度、粉尘浓度的散点图，其中光学品质随温度的散点图如图2所示，并对所述散点图进行回归线绘制，进而获取回归线的斜率，分别记为、/>、。

将、/>、/>代入评估公式/>，得到待测LED灯具的光学性能稳定度/>，其中/>、/>、/>越小，表明回归线越平稳，光学性能稳定度越大。

本发明在基于实际应用环境进行工程机械LED灯具的光学性能模拟测试时通过设置温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组，得到各次试验对应的光学品质系数，实现了光学品质的测试，还依据试验组中各次试验的环境条件和光学品质系数进行光学性能稳定性测试，由此满足了工程机械LED灯具实际应用中对光学性能的特定需求，使得测试结果既全面又能够凸显测试重点，大大提升了测试结果的使用价值。

所述优势适用环境识别模块用于识别待测LED灯具光学性能对应的优势适用环境，具体识别过程如下：分别计算温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组对应的有效试验占比率，其中有效试验占比率具体为有效试验频次与相应试验组的试验总频次相除得到，并将温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组对应的有效试验占比率进行相互对比，从中获取光学品质对应的优势适用环境，具体获取过程如下：若温度试验组的有效试验占比率最大，则光学品质对应的优势适用环境为温度，若湿度试验组的有效试验占比率最大，则光学品质对应的优势适用环境为湿度，若粉尘试验组的有效试验占比率最大，则光学品质对应的优势适用环境为粉尘浓度。

将、/>、/>进行对比，从中获取光学稳定对应的优势适用环境，具体操作为：若/>最小，则光学稳定对应的优势适用环境为温度，若/>最小，则光学稳定对应的优势适用环境为湿度，若/>最小，则光学稳定对应的优势适用环境为粉尘浓度。

本发明在模拟实际应用环境进行工程机械LED灯具的光学品质和光学性能稳定度测试后，还基于测试结果进行光学品质、光学稳定度对应的优势适用环境识别，能够为工程机械LED灯具的实际使用提供可靠参照，有利于发挥最佳使用价值。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，其特征在于，包括：

测试环境条件获取模块，用于获取待测LED灯具应用的工程机械设备规格型号，并由此得到工程机械设备的允许工作环境条件，具体包括允许工作温度区间、允许工作湿度区间和允许工作粉尘浓度区间，进而将其作为测试环境条件；

测试环境试验规划模块，用于将测试环境条件进行试验规划，得到温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组，并设置试验组的试验顺序；

测试硬件设施搭建模块，用于在试验室内设置由机械臂自动控制的高清摄像头，并在高清摄像头上设置光照传感器，同时将待测LED灯具进行位置固定，并划定待测LED灯具的照射区域；

光学性能测试模块，用于利用试验室内的环境控制终端按照试验组的试验顺序进行试验环境调控，并在调控后控制待测LED灯具向照射区域打开，与此同时控制光照传感器检测环境光照强度，由此自动调整高清摄像头的拍摄参数，进而在调整完毕之后由高清摄像头向照射区域采集待测LED灯具的照射图像，由此得到温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像；

光学性能分析模块，用于对温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像进行亮度分布、颜色分布和光束形状分析，由此得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的光学品质系数，并据此评判光学性能是否达标；

光学性能稳定评价模块，用于基于温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的光学品质系数评价待测LED灯具的光学性能稳定度；

所述对温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像进行亮度分布、颜色分布和光束形状分析的过程如下：

分别将温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像均匀进行图像分割，得到若干子图像，并提取各子图像的亮度，并进行相互对比，从中选取最大亮度和最小亮度；

将最大亮度和最小亮度导入照射亮度分布均匀度计算公式，得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的照射亮度分布均匀度；

从各子图像中提取色度，并进行相互对比，从中选取最大色度和最小色度，并将其代入照射色度分布均匀度计算公式，得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的照射色度分布均匀度；

从温度试验组、湿度试验组和粉尘试验组对应待测LED灯具的照射图像中提取光束轮廓，并将其与待测LED灯具的设计光束轮廓进行重合匹配，得到光束轮廓重合面积，进而将匹配结果导入表达式，得到温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的光束形状符合度；

所述各次试验对应的光学品质系数获取过程如下：

将温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组中各次试验对应的照射亮度分布均匀度、照射色度分布均匀度和光束形状符合度导入统计公式，得到各次试验对应的光学品质系数/>，式中/>、/>、/>分别表示为照射亮度分布均匀度、照射色度分布均匀度、光束形状符合度；

所述光学性能是否达标的评判过程如下：

将各次试验对应的光学品质系数与合格光学品质系数进行对比，若某次试验对应的光学品质系数大于或等于合格光学品质系数，则将该次试验作为有效试验；

统计温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组对应所有试验中存在的有效试验频次，由此计算待测LED灯具的光学性能合格率，并将其导入评判模型，得到光学性能是否达标的评判结果，模型中/>表示光学性能达标，/>表示光学性能不达标；

所述待测LED灯具的光学性能稳定度评价过程如下：

分别以温度、湿度和粉尘浓度为横坐标，以光学品质系数为纵坐标，构建二维坐标系，进而针对温度试验组中各次试验的温度和光学品质系数，湿度试验组中各次试验的湿度和光学品质系数，粉尘试验组中各次试验的粉尘浓度和光学品质系数在所构建的二维坐标系内标注若干点，形成光学品质随温度、湿度、粉尘浓度的散点图，并对所述散点图进行回归线绘制，进而获取回归线的斜率，分别记为、/>、/>；

将、/>、/>代入评估公式/>，得到待测LED灯具的光学性能稳定度/>。

2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，其特征在于：所述将测试环境条件进行试验规划实施如下：

将允许工作温度区间按照设置的间隔温度进行划分，得到若干温度，并将划分的各温度按照由低到高的顺序进行排列，形成温度试验组；

将允许工作湿度区间按照设置的间隔湿度进行划分，得到若干温湿度，并将划分的各湿度按照由低到高的顺序进行排列，形成湿度试验组；

将允许工作粉尘浓度区间按照设置的间隔粉尘浓度进行划分，得到若干粉尘浓度，并将划分的各粉尘浓度按照由低到高的顺序进行排列，形成粉尘试验组。

3.如权利要求2所述的一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，其特征在于：所述设置试验组的试验顺序参见下述过程：

分别对温度、湿度和粉尘进行顺序排列，并在排列之后将温度试验组中温度的排列顺序、湿度试验组中湿度的排列顺序和粉尘试验组中粉尘浓度的排列顺序作为试验顺序。

4.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，其特征在于：所述利用试验室内的环境控制终端按照试验组的试验顺序进行试验环境调控具体操作如下：

在进行温度试验组中各次试验的试验环境调控时保持相同的湿度和粉尘浓度；

在进行湿度试验组中各次试验的试验环境调控时保持相同的温度和粉尘浓度；

在进行粉尘试验组中各次试验的试验环境调控时保持相同的温度和湿度。

5.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，其特征在于：所述自动调整高清摄像头的拍摄参数如下过程：

（1）获取高清摄像头的技术规格，据此得到高清摄像头运行的适宜光照强度；

（2）将光照传感器采集的光照强度与高清摄像头运行的适宜光照强度进行对比，计算光照差距度，其中，式中/>表示自然常数；

（3）将光照差距度与系统设置的限定值进行对比，若光照差距度大于限定值，则执行（4），反之则执行（5）；

（4）控制机械臂调整高清摄像头的拍摄位置，并在调整之后重新利用光照传感器采集光照强度，进而按照（2）-（3）执行；

（5）将光照强度与适宜光照强度的对比差反馈至高清摄像头，由高清摄像头根据对比结果调整拍摄参数，并在调整完毕后控制高清摄像头进行预图像拍摄，进而对拍摄的预图像进行图像采集质量检测，同时将检测结果与系统预设的达标图像采集质量进行对比，若达到达标图像采集质量，则控制机械臂在该拍摄位置固定，若未达到达标图像采集质量，则执行（4）。

6.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的工程机械LED灯具生产测试系统，其特征在于：还包括优势适用环境识别模块，用于识别待测LED灯具光学性能对应的优势适用环境，具体识别过程如下：

分别计算温度试验组、湿度试验组、粉尘试验组对应的有效试验占比率，并进行对比，从中获取光学品质对应的优势适用环境；

将、/>、/>进行对比，从中获取光学稳定对应的优势适用环境。