专利汇可以提供一种车灯光导一致性检测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 之目的就是提供一种车灯光导一致性检测方法,包括以下步骤:(1)、安装检测设备;(2)、获取车灯光导图像;(3)、车灯光导一致性检测;本发明方法科学合理,易操作,方法稳定可靠,检测准确,自动化程度高,工作效率高,实用性强,有效保证车灯的产品 质量 ,提高了产品合格率(良品率),节约资源,减少环境污染,是节能环保的绿色检测方法,有显著的经济和社会效益。,下面是一种车灯光导一致性检测方法专利的具体信息内容。
1.一种车灯光导一致性检测方法,其特征是:包括以下步骤:
(1)、安装检测设备:所述的设备包括工作台、支架、摄像机和检测机柜,在工作台(1)中部垂直向上装支架(5),支架(5)两边的工作台(1)上分别装有光导车灯(2)和检测机柜(9),支架(5)上部装有摄像机(4)及经C-接口与摄像机(4)连接在一起的CCD图像传感器(3),检测机柜(9)内装有PC机(6)、图像采集卡(7)和电源(8),检测机柜(9)的前面板上装有与电源(8)相连的电源指示灯(10)、与PC机(6)相连的检测结果指示灯(11)和与电源(8)相连的开关按钮(12),CCD图像传感器(3)经IEEE1394a接口和图像采集卡(7)与PC机(6)相连;
(2)、获取车灯光导图像:利用检测设备获取灯光光导彩色图像,由摄像机(4)拍摄光导车灯(2)的光导图像,由CCD图像传感器(3)将图像传给图像采集卡(7),通过图像采集卡(7)将车灯图像转变成数字信号,传给PC机(6),经PC机(6)的光导图像软件以RGB颜色格式存储车灯光图像数据储存,为后续图像处理、车灯光导一致性检测原始数据;
(3)、车灯光导一致性检测:a、首先提取光导亮度分量,采用RGB颜色空间格式,利用颜色空间转换公式将车灯光导图像的RGB颜色空间转换为XYZ颜色空间;b、光导区域窗口的划分:根据图像实际情况,对光导区域窗口进行划分,把颜色信息划分进去,每个窗口的大小一致,以利于对光照亮度分量进行检测;c、光导图像分解与处理:利用小波变换对车灯光导亮度图像进行2到4层的分解,舍去高频子带系数;d、光导光照分量的提取:经小波变换分解后,保持图像的低频子带系数不变,高频子带系数全部置为零,再将系数重建进行小波逆变换得到原始图像的亮度分量;e、光导一致性判断:对各待测窗口图像的光照分量直方图取平均,然后计算各光照分量直方图与平均光照分量直方图相应灰度级上像素个数差的绝对值,乘上相应的权值后再求和,最后使其归一化,并设置相似度阈值,当计算得到的车灯光导一致性相似度大于相似度阈值,则判断车灯光导一致性合格,否则为不合格,从而实现车灯光导质量的检测。
2.根据权利要求1所述的车灯光导一致性检测方法,其特征是,包括以下步骤:A、安装设备:该设备为车灯光导图像采集系统,是由PC机、CCD图像传感器、相机镜头、图像采集卡、直流稳压电源、检测机柜、指示灯、开关按钮构成,安装方法是:
(1)将待测光导车灯放置在车灯光导质量检测工作台一边的检测位置;
(2)将光导车灯的LED电源接线端子的正极连接到直流稳压电源输出端子的正极,将车灯光导的LED的电源接线端子的地线与直流稳压电源输出端子的地线连接;
(3)将CCD图像传感器和像机镜头固定安装在工作台中心垂直向上的支架上;
(4)相机镜头通过镜头C-接口安装到CCD图像传感器,并且确保镜头对准待测量的车灯光导;
(5)检测机柜放置在工作台的另一边,检测机柜前面板上安装有2个指示灯,一个灯用于通电工作指示,采用红色;另外一个灯用双色指示检测结果,绿色表示光导一致性检测合格,红色表示光导一致性检测不合格;
(6)检测机柜前面板安装1个旋转按钮,用于启动或者停止车灯光导检测系统;
(7)检测机柜内部装有PC主机、直流稳压电源;
(8)数据传输线通过IEEE1394a接口方式一端连接到CCD图像传感器,另外一端连接到图像采集卡;将相机采集到的图像信号,转换成PC机能够识别的数字图像格式,通过PCI接口连接到PC机;
(10)PC机通过PCI接口驱动,采集车灯光导图像,同时进行车灯光导图像的处理与分析;
(11)PC机将检测结果通过数据采集卡DO通道输出控制检测结果给指示灯显示;
B、获取车灯光导图像:
(1)启动PC机器,运行车灯光导图像采集软件;
(2)根据车灯的工作电压和电流,打开直流稳压电源,点亮LED,直流稳压电源为0.75~
1.5A;
(3)给采集装置加装保护罩,用暗箱操作,防止环境光对LED光源的影响,从而获得高质量的采集图像;
(4)用CCD图像传感器和相机镜头采集车灯光导彩色图像,通过图像采集卡将车灯光导图像转成数字信号并且以RGB颜色格式存储车灯光图像数据,为后续图像处理、车灯光导一致性检测原始数据;
C、车灯光导一致性检测,方法是:
a、光导亮度分量的提取,方法是:
(1)利用颜色空间转换公式将车灯光导图像的RGB颜色空间转换为XYZ颜色空间;
(2)利用亮度分量的提取从车灯光导图像的XYZ颜色空间转换为均匀颜色空间,实现车灯光导的亮度分量的提取,车灯光导的亮度分量为0-100;
b、光导区域窗口的划分:
(1)光导区域窗口划分的依据根据图像实际情况,把颜色信息划分进去,每个窗口的大小均应一致,以利于对各光照亮度分量进行有效的判断;
当提取原始车灯光导图像的亮度图像之后,对车灯光导的亮度图像分成若干个图像区域窗口,并使得所有的窗口能够覆盖整个车灯的光导,且能正确完整的表达出光导的颜色特征;每个待测图像区域窗口,大小为m×n,m-区域窗口像素点的列数,n-区域窗口像素点的行数;
c、光导图像分解与处理:
(1)车灯光导图像分量引起的颜色变化是平缓的,是一种平滑的照明梯度,光照分量的频谱分布在原始图像的低频带;而反射分量引起的颜色变化是迅速突变的,反射分量的频谱分布在原始图像的高频带,提取出原始图像的低频部分就能实现光照分量的分解;
(2)小波变换等效于将信号同时通过低通和高通滤波器,其中低通滤波器对应高尺度小波,获得信号的低频成分,高通滤波器对应低尺度小波,获取信号的高频成分;
(3)利用小波变换对车灯光导亮度图像进行2到4层的分解,舍去高频子带系数,实现图像处理;
d、光导光照分量的提取:
经过小波分解后,低频系数包含图像的光照数据,高频系数包含图像的细节数据,当近似测量图像的光照分量时,应保持图像的低频子带系数不变,高频子带系数全部置为零,再将系数重建进行小波逆变换得到原始图像的亮度分量;
e、光导一致性判断:
测量出各待测窗口图像的光照分量后,直接对光照分量进行比较测量待测光导的一致性,从光照分量直方图形状相似度入手,根据相似度来判断待测光导各部分一致性的好坏,点亮的车灯光导各部分所发出的光既不能太亮也不能太暗,这样从视觉感受上光照的一致性不佳;
(1)对各待测窗口图像的光照分量直方图取平均,然后计算各光照分量直方图与平均光照分量直方图相应灰度级上像素个数差的绝对值,乘上相应的权值后再求和,最后使其归一化;
(2)设置相似度阈值;
(3)对实际的车灯光导一致性相似度和相似度阈值进行比较,当计算得到的车灯光导一致性相似度大于相似度阈值,则判断车灯光导一致性合格,否则为不合格,从而实现车灯光导质量的自动化检测。
3.根据权利要求1所述的车灯光导一致性检测方法,其特征是,包括以下步骤:
A、安装设备:所述的设备包括PC机、CCD图像传感器、相机镜头、图像采集卡、直流稳压电源、检测机柜、指示灯和开关按钮,在工作台(1)中部垂直向上装支架(5),支架(5)两边的工作台(1)上分别装有光导车灯(2)和检测机柜(9),支架(5)上部装有摄像机(4)及经C-接口与摄像机(4)连接在一起的CCD图像传感器(3),检测机柜(9)内装有PC机(6)、图像采集卡(7)和电源(8),检测机柜(9)的前面板上装有与电源(8)相连的电源指示灯(10)、与PC机(6)相连的检测结果指示灯(11)和与电源(8)相连的开关按钮(12),CCD图像传感器(3)经IEEE1394a接口和图像采集卡(7)与PC机(6)相连;
具体安装方法是:(1)将待测光导车灯放置在车灯光导质量检测工作台的一边检测位置;
(2)将光导车灯的LED电源接线端子的正极连接到直流稳压电源输出端子的正极,将车灯光导的LED的电源接线端子的地线与直流稳压电源输出端子的地线连接;
(3)将CCD图像传感器和相机镜头固定安装在工作台中部垂直向上的支架上;
(4)相机镜头通过镜头C-接口安装到CCD图像传感器,构成一体结构,确保镜头对准待测量的车灯光导;
(5)检测机柜放置在工作台的一边,在检测机柜前面板上安装2个指示灯;一个灯用于通电工作指示,采用红色;另外一个灯用双色,用于指示检测结果,绿色表示光导一致性检测合格,红色表示光导一致性检测不合格;
(6)检测机柜前面板上再安装旋转按钮,用于启动或者停止车灯光导检测系统;
(7)检测机柜内部装PC主机、直流稳压电源;
(8)数据传输线通过IEEE1394a接口方式一端连接到CCD图像传感器,另外一端连接到图像采集卡;
(9)图像采集卡的主要功能是将相机采集到的图像信号,转换成计算机能够识别的数字图像格式,通过PCI接口连接到PC机;
(10)PC机通过PCI接口驱动,采集车灯光导图像,同时进行车灯光导图像的处理与分析;
(11)PC机将检测结果通过数据采集卡DO通道输出并指示灯显示;
B、获取车灯光导图像,方法是:
(1)启动PC机器,运行车灯光导图像采集软件,车灯光导图像采集软件由美国国家仪器有限公司的LabVIEW8.6和IMAQ Vision视觉工具包构成;
(2)经开关,打开电源,点亮LED,车灯光导LED的工作电流1A;
(3)为了防止外界光源对照明光源的干扰,以及满足照明系统对于光照均匀性和亮度的要求,增加保护罩,采用暗箱操作,防止环境光对LED光源的影响,从而获得高质量的采集图像;
(4)启动图像采集,CCD图像传感器开始采集车灯光导彩色图像,通过图像采集卡将车灯光导图像转成数字信号并且以RGB颜色格式存储车灯光图像数据,为后续图像处理与分析提供原始数据;
C、车灯光导一致性检测,方法是:
a、光导亮度分量的提取:
采用RGB颜色空间格式,由以下步骤实现:
(1)RGB颜色空间转换为XYZ颜色空间:
利用式(1)将所获取到的车灯光导图像的设备相关的RGB颜色空间转换为与硬件设备无关的XYZ颜色空间:
R--红原色分量值,取值范围均为0到255;
G--绿原色分量值,取值范围均为0到255;
B--蓝原色分量值,取值范围均为0到255;
X--虚构的红原色分量值,取值范围均为0到255;
Y--虚构的绿原色分量值,取值范围均为0到255;
Z--虚构的蓝原色分量值,取值范围均为0到255;
(2)亮度分量的提取:
利用式(2)的非线性变换从车灯光导图像的XYZ颜色空间计算得到车灯光导图像的光照亮度分量:
Y--虚构的绿原色分量,取值范围均为0到255;
Yn--标准照明体照射在完全漫反射体上,再经过完全漫反射体反射到观察者眼中的白色刺激的三刺激值;
L(x,y)--车灯光导图像第x行第y列像素点的亮度分量信息,取值范围为0到100;
b、光导区域窗口的划分:
(1)光导区域窗口划分的依据根据图像实际情况,窗口越小,对颜色差异的检测灵敏度越好,但窗口太小又会受到单个像素的影响大,因此,以窗口的划分,把颜色信息划分进去即可,每个窗口的大小均应一致,这样有利于对各光照分量进行有效的评估;
(2)获得原始车灯光导图像的亮度图像L(x,y)之后,对车灯光导的亮度图像分成S个图像区域窗口,使S个窗口能够覆盖整个车灯的光导,且能正确完整的表达出光导的颜色特征;
每一个图像区域窗口,大小为m×n,m--区域窗口像素点的列数,n--区域窗口像素点的行数;
c、光导图像分解与处理:
(1)针对待测车导光导亮度图像及其分配了窗口编号的光导区域窗口,窗口序号为k并设置初始窗口编号k=1;
(2)所获取到车灯光导的亮度图像是二维离散数据,引入二维离散小波变换对车灯光导图像的亮度图像进行分解;
(3)利用式(3)对车灯光导亮度图像进行二维离散小波变化:
L(x,y)--车灯光导图像的亮度图像;
M--车灯光导图像的像素行数;
N--车灯光导图像的像素列数;
i--车灯光导亮度图像小波分解方向标识,1表示列方向标识,2表示行方向标识,3表示对角线方向标识;
--尺度函数;
--平移函数;
j0--一个任意的开始尺度;
--车灯光导亮度图像在开始j0尺度的近似;
--沿着i方向车灯光导亮度图像的细节分量;
ψ1(x,y)--沿列方向的变化的二维小波函数;
ψ2(x,y)--沿行方向的变化二维小波函数;
ψ3(x,y)--沿对角线方向的变化二维小波函数;
(4)车灯光导的亮度图像经过一次小波变换后,图像分解为4个大小为原来尺寸1/4的子块频带区域,分别包含了相应频带的小波系数,相当于在水平方向、竖直方向以及对角线方向上进行隔点采样,4个子块频带区域为:
LL1:该频带保持了原始图像的内容信息,图形的能力集中于此;
HL1;该频带保持了原始图像水平方向的高频边缘信息;
LH1;该频带保持了原始图像垂直方向的高频边缘信息;
HH1;该频带保持了原始图像对角线上的高频信息;
(5)对低频子带LL1上的图像再次进行小波变换,得到四个频率子带,其中LL2为低频子带,HL2、LH2和HH2均为高频子带;
d、光导光照分量的提取:
利用式(4)对车灯光导亮度图像数据进行重构:
f(x,y)--重构后的车灯光导光照分量图像;
M--车灯光导图像的像素列数;
N--车灯光导图像的像素行数;
--尺度函数;
--平移函数;
j0--一个任意的开始尺度;
--车灯光导亮度图像在开始j0尺度的近似;
--沿着i方向车灯光导亮度图像的细节分量;
经过小波分解后,低频系数LL包含图像的光照信息,高频系数HL、LH和HH包含图像的细节信息,为了近似的估计出图像的光照分量,应保持图像的低频子带系数不变,高频子带系数全部置为零,再将系数重建进行小波逆变换得到原始图像的光照分量;
e、光导一致性判断:
提取出各待测窗口图像的光照分量后,根据光照分量直方图形状相似度来判断待测光导各部分一致性的好坏,点亮的车灯光导各部分所发出的光既不能太亮也不能太暗,这样从视觉感受上光照的一致性不佳,因此对各待测窗口图像的光照分量直方图取平均,然后计算各光照分量直方图与平均光照分量直方图相应灰度级上像素个数差的绝对值,乘上相应的权值后再求和,最后使其归一化到[0,1]区间上;
(1)利用式(5)计算车灯光导的相似度;
p--待测车灯光导的相似度;
k--车灯光导图像中所划分的区域窗口图像的总个数;
S--车灯光导光照图像大小;
Gi(j)--在第i个区域窗口图像中灰度级为j的像素个数;
A(j)--车灯光导光照图像平均直方图中灰度级为j的像素个数;
Wi(j)--在第i个区域窗口图像中灰度级为j的权值,Wi(j)=|F(i)-j|+1,F(i)是该区域窗口图像的灰度均值;
Wmax--车灯光导图像中所有区域窗口图像光照差异最大的权值,Wmax=Max(Wi(j));
待测车灯光导的相似度p的值域为[0,1],当全黑全白的两幅图像,对直方图进行相似度度量时,p的值为0;当完全相同的两幅图像时,对直方图进行相似度度量时,p的值为1;
(2)一致性检测主要利用式(6)判断车灯光导相似度是否满足:
p≥pSET 式(6)
p--车灯光导实际相似度
pSET--表示车灯光导一致性对的相似度判断阈值;
根据式(6)得到的光照分量直方图相似度系数p当满足式(12),证明该部分的光导一致性良好;否则,车灯光导各部分的一致性较差,从而实现车灯光导一致性检查。
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