CN1790590A - 荫罩网板孔径的智能测量仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种荫罩网板孔径的智能测量仪，包括光源，检验台底座，摄像机镜头、摄像机，图像采集卡，图像处理单元、控制驱动单元和机械传动机构及其仪器系统集成单元，其中仪器系统集成单元内有用于支持图像处理软件和荫罩网板孔径测量软件，测量参数设置、功能选择、数据的修改均由仪器系统集成单元完成，光源和以及整个系统由电源供电；主要用于彩色显像管荫罩网板孔径的成品检验，具有对荫罩孔径大小、孔径形状、以及透光率的高精度实时测量功能，测量速度小于5s/点；重复测量误差和系统测量误差都小于3％。测量精度、均衡性和一致性技术指标均达到本行业领先水平。

Description

荫罩网板孔径的智能测量仪
                        技术领域
本发明属于基于图像处理测控技术领域，涉及一种检测仪，更进一步涉及一种荫罩网板孔径的智能测量仪，该智能测量仪能够对彩色显象管关键部件荫罩网板进行测试与调整。
                        背景技术
荫罩网板是彩色显象管乃至彩色电视机生产的关键部件，产品指标直接影响电视画面质量的好坏。为确保彩管关键部件荫罩的生产质量，在众多的生产工序当中，每道生产工序都必须采取严格的质量保证体系，尽管如此，在荫罩生产过程中，由于工艺过程上的固有分散性，不可避免地会产生荫罩孔径变形和制造误差。为确保产品检验的一致性，有必要对产品采取逐个测试而非抽样检查，因此，测试检验任务十分繁重。而且，由于荫罩的误差范围均在微米数量级，其检验判定属高精度误差测量判定范围。目前国内厂家主要靠人工检验，不但劳动强度大，而且无法保证产品的一致性，因为人工检验会受到视力、经验、体力和责任心等人为因素的影响。鉴于上述众多原因，研制开发实用新型荫罩检测判定装置，对提高国内彩电生产的技术水平是十分必要的。
                          发明内容
针对上述现有测试手段存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种成本低、测试与调整全自动化、高速度与高精度并举的荫罩网板孔径的智能测量仪。
为了实现上述目的，本发明采用虚拟仪器的设计思想，结合软测量处理优势，以软代硬，充分利用被测荫罩产品的结构特征，借助计算机视觉有形测试的优势，选择小波和脊波变换的图像融合新算法，实现荫罩多参数一体化检测判定。
本发明的具体技术解决方案是：该荫罩网板孔径的智能测量仪，包括设置在检验台底座下方的光源，检验台底座上方设有摄像机镜头，用于将检验台底座上的被测样品的孔径图像按焦距定位比例传递给摄像机，由摄像机转换为视频信号；
摄像机上连接有图像采集卡，图像采集卡依次连接有图像处理单元、控制驱动单元和机械传动机构，其中图像处理单元内设有控制图像采集的软件，将图像采集卡的视频信号转换为数字信号送往图像处理单元；图像处理单元通过控制驱动单元与机械传动机构连接，由控制驱动单元控制摄像机镜头和摄像机进行动态自动循环调整并显示图像；
控制驱动单元还与仪器系统集成单元连接，仪器系统集成单元内有用于支持图像处理软件和荫罩网板孔径测量软件，测量参数设置、功能选择、数据的修改均由仪器系统集成单元完成，光源和以及整个系统由电源供电；
仪器系统集成单元在图像处理软件和荫罩网板孔径测量软件的支持下，对荫罩网板孔径图像进行处理与补偿计算，并在虚拟仪器人机交互界面上实时显示荫罩网板孔径图像画面，当动态自动循环调整满足精度要求时，在输出软件的控制下，并将处理结果与补偿数据送往控制驱动单元，并将调整补偿数据保存，测试调整数据报表送打印机打印输出保存。
本发明的荫罩网板孔径的智能测量仪，主要用于彩色显像管荫罩网板孔径的成品检验，具有对荫罩孔径大小、孔径形状、以及透光率的高精度实时测量功能，测量速度小于5s/点；重复测量误差和系统测量误差都小于3％。测量精度、均衡性和一致性技术指标均达到本行业领先水平。
                       附图说明
图1是本发明的测量仪逻辑结构框图；
图2是本发明的算法处理程序流程图；
为了更清楚的理解本发明，下面结合附图和发明人给出的具体实施例，对本发明作进一步的详细描述与说明。
                      具体实施方式
本发明的测量仪逻辑结构框图如图1所示，的包括设置在检验台底座下方的光源1，摄像机镜头4将检验台底座2上的荫罩网板孔径图像按焦距定位比例由摄像机5转换为视频信号。
摄像机5上连接有图像采集卡6，图像采集卡6依次连接有图像处理单元7、控制驱动单元8和机械传动机构9，其中图像处理单元7内设有控制图像采集的软件，将图像采集卡6的视频信号转换为数字信号送往图像处理单元7；图像处理单元7通过控制驱动单元8与机械传动机构9连接，由控制驱动单元8控制摄像机镜头4和摄像机5进行动态自动循环调整并显示图像；
控制驱动单元8还与仪器系统集成单元10连接，仪器系统集成单元10内有用于支持图像处理软件和荫罩网板孔径测量软件，测量参数设置、功能选择、数据的修改均由仪器系统集成单元10完成，光源1和以及整个系统由电源11供电；
仪器系统集成单元10在图像处理软件和荫罩网板孔径测量软件的支持下，对荫罩网板孔径图像进行处理与补偿计算，并在虚拟仪器人机交互界面上实时显示荫罩网板孔径图像画面，当动态自动循环调整满足精度要求时，在输出软件的控制下，并将处理结果与补偿数据送往控制驱动单元8，并将调整补偿数据保存，测试调整数据报表送打印机打印输出保存。
图像处理软件和荫罩网板孔径测量软件采用视频图像快速处理算法和软测量策略，进行荫罩孔图像采集数据的预滤波、图像数据变换、图像分割、边缘提取等，进而实现荫罩孔径大小、孔径形状、透光率、孔径倾斜度等测量功能的软测量计算处理。
图2是本发明的算法处理程序流程图。
图像处理程序包括中值滤波、阈值分割、轮廓提取，之后将图像复制为两份，分别计算槽宽、槽高以及桥宽。
计算槽宽、槽高的步骤包括骨架提取、标记图像以形成一个完整内孔、Hough变换检测内孔倾角、根据倾角旋转图像以及垂直(水平)投影，寻找内孔外切矩形和计算Hough变换检测内孔倾角槽宽、槽高。
计算桥宽的步骤包括骨架提取、复制图像、根据Hough变换检测得到的内孔倾角旋转图像以及根据投影内孔周边区域计算桥宽。
本发明由于采用虚拟仪器的设计思想，结合软测量处理优势，以软代硬，充分利用被测荫罩产品的结构特征，借助计算机视觉有形测试的优势，选择小波和脊波变换的图像融合新算法，实现荫罩多参数一体化检测判定。对荫罩孔径大小、孔径形状、以及透光率的高精度实时测量功能，测量速度小于5s/点；重复测量误差和系统测量误差都小于3％。其测量精度、均衡性和一致性技术指标均达到了设计指标，而且仪器的制作成本低、功能强、精度高，速度极快，操作方便，具有高度智能化与自动化功能。
本发明已完成样机的研制，并投入生产使用，工作稳定可靠，取得初步效果，按工厂要求将继续完善加工工艺。

Claims (1)

1.一种荫罩网板孔径的智能测量仪，其特征在于，该智能测量仪包括：
一设置在检验台底座(2)下方的光源(3)，检验台底座(2)上方设有摄像机镜头(4)，用于将检验台底座(2)上的被测样品(1)的孔径图像按焦距定位比例传递给摄像机(5)，由摄像机(5)转换为视频信号；
摄像机(5)上连接有图像采集卡(6)，图像采集卡(6)依次连接有图像处理单元(7)、控制驱动单元(8)和机械传动机构(9)，其中图像处理单元(7)内设有控制图像采集的软件，将图像采集卡(6)的视频信号转换为数字信号送往图像处理单元(7)；图像处理单元(7)通过控制驱动单元(8)与机械传动机构(9)连接，由控制驱动单元(8)控制摄像机镜头(4)和摄像机(5)进行动态自动循环调整并显示图像；
控制驱动单元(8)还与仪器系统集成单元(10)连接，仪器系统集成单元(10)内有用于支持图像处理软件和荫罩网板孔径测量软件，测量参数设置、功能选择、数据的修改均由仪器系统集成单元(10)完成，光源(1)和以及整个系统由电源(11)供电；
仪器系统集成单元(10)在图像处理软件和荫罩网板孔径测量软件的支持下，对荫罩网板孔径图像进行处理与补偿计算，并在虚拟仪器人机交互界面上实时显示荫罩网板孔径图像画面，当动态自动循环调整满足精度要求时，在输出软件的控制下，并将处理结果与补偿数据送往控制驱动单元(8)，并将调整补偿数据保存，测试调整数据报表送打印机打印输出保存。
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