一种LED发光颜色测试用数据采集装置的制作方法

一种led发光颜色测试用数据采集装置
技术领域
1.本实用新型涉及led灯制作技术领域，具体为一种led发光颜色测试用数据采集装置。


背景技术：

2.led灯出厂之前，要做很多测试确认是否符合出厂要求。其中，彩色led灯出厂的时候，需要检测led灯点亮后的颜色是否符合其规定的颜色。现有led发光颜色测试，出了人工肉眼识别之外，主要是通过专业的led自动化测试仪：该种方法是通过光纤到led的光导入到led自动化测试仪中，完成led发光颜色的采集过程，然后通过led自动化测试仪中对光进行分析，一般会返回多种格式的颜色及亮度的值，如rgb, hue, 饱和度，亮度，xy值灯数据，然后与测试标准进行比较，确认是否产品合格。使用测试仪的方法，准确性高，自动化程度高但是因为需要使用专业仪器，所以成本过高，并非适用于所有的生产厂家。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中对led颜色测试时，对于led发光颜色采集过程自动化测试设备成本过高，很多厂家无法承受的问题，本实用新型提供一种led发光颜色测试用数据采集装置，整体成本较低，适用于更多的应用场景。
4.本实用新型的技术方案是这样的：一种led发光颜色测试用数据采集装置，其特征在于，其包括：测试背景板和检测用摄像头、服务器，
5.所述检测用摄像头为彩色摄像头，通信连接服务器；
6.所述测试背景板设置于所述检测用摄像头的拍摄区域内；
7.所述测试背景板上包括： led安装座、分析区；
8.所述分析区位于所述led安装座周围，在所述分析区内采集到的led灯光颜色最能代表待测试led灯的点亮后颜色。
9.其进一步特征在于：
10.所述分析区上设置标记框或者标记图案；
11.所述测试背景板上还包括测试用基准图案，所述测试用基准图案与所述led安装座、所述分析区的位置不重合；
12.所述led安装座数量大于等于1；
13.每个所述led安装座至少设置一个所述分析区；
14.当所述测试背景板上的同一个所述led安装座对应的所述分析区数量大于1时，每个所述分析区对应不同规格的所述待测试led灯；每个所述分析区的位置坐标都预先存储到所述服务器内；
15.当使用同一个所述测试背景板同时测试多个不同颜色的led灯时，所述分析区设置于所述待测试led的发光区域交叠的位置。
16.本实用新型提供的一种led发光颜色测试用数据采集装置，其通过检测用摄像头
采集待测试led点亮后照射在测试背景板上的图像，将待测试led对应的分析区内的图像的颜色代表待测试led的颜色，送入服务器中的颜色分析软件进行后续分析。本实用新型的装置只需要用到普通的彩色摄像头、测试背景板、和普通pc机作为服务器，即可完成整个测试装置的硬件构建，无需购买专门的光学测试用器件、仪器，整个装置成本极低，适用于各种不同的led生产厂家。
附图说明
17.图1为本实用新型的led发光颜色采集装置的结构示意图；
18.图2为测试背景板的实施例一；
19.图3为测试背景板的实施例二；
20.图4为基准图案的实施例；
21.图5为测试背景板的实施例三
22.图6为待分析图片的实施例。
具体实施方式
23.如图1所示，本实用新型一种led发光颜色测试用数据采集装置，其包括：
24.测试背景板1和检测用摄像头2，检测用摄像头2通信连接服务器4；服务器4内安装颜色分析软件；其中，检测用摄像头2于服务器4的连接方式基于现有技术中的连接方式实现即可，如：usb方式连接、红外、蓝牙等无线通信连接；服务器4使用普通的pc机实现即可。
25.测试背景板1设置于检测用摄像头2的拍摄区域内，测试背景板1可拆卸的设置，或者无需固定直接放置于检测用摄像头2的拍摄区域内，确保同一批次的led灯可以使用多个测试背景板1轮流测试，极大的提高了测试效率。
26.测试背景板1上包括： led安装座2、分析区6。
27.具体实施的时候，检测用摄像头2使用普通的可以准确采集彩色图像的摄像头实现即可，测试背景板1的尺寸以及测试背景板1和检测用摄像头2的距离，相机的焦距、集焦距、明暗度和饱和度根据具体拍摄环境和检测用摄像头2具体的性能进行适应性设置，确保能够测试背景板1上的分析区6能够被检测用摄像头2完整拍摄采集即可。
28.分析区6位于led安装座2周围，在分析区6内采集到的led灯光颜色最能代表待测试led 7灯的点亮后颜色。因为led灯点亮后，检测用摄像头直接对准led灯拍摄的话，led灯被拍摄到的中心都是白色的亮光，无法通过图像识别进行色彩分析。所以，本实用新型技术方案基于led灯周边区域进行颜色识别。在待测试led 7周围设置分析区6，进行图像采集。分析区6的具体尺寸根据led灯的规格进行适应性设置。如使用一个宽=160像素 高 =100像素的矩形区域。
29.具体的分析区6的判断方法，包括以下步骤：
30.b1：将符合出厂规格的标准led灯安装在led安装座2上；
31.b2：将标准led灯对应的标准颜色存储到服务器4内；
32.b2：点亮led后，基于检测用摄像头2拍照，获取测试用图片；
33.b3：将测试用图片传入到服务器4内，通过颜色分析软件对测试用图片整体进行分析，找到与标准led灯的标准颜色最匹配的位置，记做标准led灯对应规格的分析区6；
34.b4：确定分析区6的坐标位置，并将坐标位置和对应的led灯规格存储到服务器4中。
35.不同规格的led灯安装在同一个led安装座2上，对应的分析区6可能不同，所以对每种规格的led灯都需要分别确定分析区6在测试背景板1上的位置。
36.如果一个测试背景板1上只测试一种规格的led灯，那么，如图1所示，可以直接将分析区6通过矩形结构的标记框或者其他形式的标记图案标记在测试背景板1上。
37.但是，测试背景板1上同一个led安装座2用来测试多种类型的led灯时，则无法使用固定的图案或者结构来标记区分同一个led安装座2对应的分析区6。此时，需要建立坐标系来通过坐标实现对每种规格的分析区的软性标记。
38.如图2、图5所示，在测试背景板1上设置测试用基准图案，测试用基准图案与led安装座2、分析区6的位置不重合；
39.对待分析图片进行图形识别，找到测试用基准图案在待分析图片中的位置，记做基准位置；
40.以基准位置的中心点做原点，建立坐标系；预先将不同规格的led灯对应的分析区6在坐标系中的位置坐标存入服务器4内。具体实施时，测试用基准图案的具体图案可以使用圆形、方形、原点，或者如图2、图4所示，使用十字型或者带明确标记的圆形图案，只要能够找到中心点且基于现有图像识别技术容易识别即可。
41.实际应用时，为了降低成本，一个测试背景板1大多用来测试多种规格的led灯，所以大多是通过测试用基准图案来实现分析区6的定位。同时，因为在实际操作的时候，为了提高操作效率，通常是多个测试背景板1轮换着实现对一个批次同规格的led灯的测试，所以在更测试背景板1的时候，也常会出现测试背景板1安装位置的不一致，此时基于基准图案找到原点，进而找到分析区6的方式，是不会受到背景板1位置的变化影响的。即，本实用新型技术方案中，通过基准图案和坐标系的设置，使测试背景板1可以用来测试不同规格的led灯，进一步降低了系统的成本；同时通过基准图案和坐标系的设置确保在测试过程中，分析区6的位置不会因为测试背景板1的影响而检测错误，进而确保最终结果的准确性。
42.具体使用本实用新型进行数据采集，实现发光颜色测试时，按照以下步骤进行。
43.将待测试led 7安装于led安装座2中；
44.将待测试led 7对应的标准颜色预存到服务器4内。
45.基于本实用新型技术方案对led灯进行测试时，为了提高测试效率，也可以同时对两个颜色的led灯进行测试，当测试多个不同颜色的led灯时，分析区6设置于待测试led 7的发光区域交叠的位置；步骤s7中的标准颜色设置为多个待测试led 7灯标准色重叠后得到的颜色。如图2所示，通过两个led安装座2同时测试红色led灯和绿色led灯，在测试实施前，先使用标准的红绿led灯找到两个led灯光交叠的分析区6，将坐标和分析区6对应的标准颜色存入到服务器内。rgb(255,0,0)值的红色和rgb（0，255,0）的绿色之间的叠加区域中，找到rgb为（255,255,0）的区域设置为二者的分析区6。而分析区6对应的标准颜色的rgb就设为（255,255,0）。
46.测试的时候，同时对两个led灯进行通电，然后检测用摄像头采集分析区6中的图像送入颜色分析软件进行颜色分析。当分析区6的颜色与预存的标准颜色一致时，表明两个led灯都合格。当分析区6的颜色与预存的标准颜色不一致时，则可通过分析区5对应的颜色
的rgb值确定是哪个颜色的led灯出现了颜色偏差。
47.因为实际生产中，灯光颜色是允许存在一定误差的，所以在选择分析区的时候，所以无论是对单个led灯的测试，还是对多个led灯的等色叠加测试，rgb在100~255之间的数值的区域都是可以选择为分析区。具体数值范围可以根据待测试led 7的具体出厂标准进行设置。
48.为待测试led 7通电，led点亮后，通过检测用摄像头拍摄测试背景板1和待测试led 7，获得待分析图片。具体应用时，为了确保获得可用数据，可以设置每隔5ms采集一次图像，连续采集两次到三次。使用其中最清晰的一张进行测试即可。如果测试环境比较标准，则无需重复采集，每次只采集一次图像即可。具体实施例如图6所示。
49.将待分析图片导入到服务器4内。
50.在待分析图片中找到分析区6所在区域，获取分析区6内的所有图像数据，记做待分析颜色数据。
51.具体应用时，当测试背景板1没有设置分析区6的标记结构而是通过坐标系来确定分析区6的时候，获取分析区6内的所有图像数据之前，先实施以下步骤找到分析区6：
52.a1：基于基准图案找到原点；
53.a2：通过原点和对应的led规格的分析区6的位置坐标找到分析区6。
54.为了能够准确的找到坐标原点，建立准确的坐标系，通常在实施步骤a1的时候，会通过以下步骤实施：
55.a11：预先将测试用基准图案存在服务器中；
56.a12：将待分析图片复制一份，作为原点分析用图片；
57.a13：将原点分析用图片二进制图片，做灰度处理，转为黑白图片；
58.a14：取出预存的测试基准图案，在黑白色的原点分析用图片上做图像识别，找到对应的位置，记做基准图像位置；
59.a15：找到基准图像位置的中心点，即为原点。
60.通过步骤a13中，将待分析图片做灰度处理，将图片中的一些干扰项进行评比，突出匹配图形的外形，确保能够快速且准确地识别到基准图案的位置。
61.步骤a2中的分析区6的位置坐标，可以通过中心坐标或者左上角坐标来记录，本实施例中通过中心坐标来记录，则计算过程如下：
62.设坐标原点的坐标为（x1,y1），矩形的分析区6的区域中心坐标为（x2,y2），则要设置宽为160，高为100的矩形计算如下：
63.分析区6左上角的坐标为 (x1-x2-80,y2-y1-50)，左下角的坐标为 (x1-x2-80,y2-y1 50)，
64.右上角的坐标为 (x1-x2 80,y2-y1-50)，右下角的坐标为 (x1-x2 80,y2-y1 50)。
65.基于颜色分析软件，对待分析颜色数据的颜色进行识别，通过颜色匹配确定待分析颜色数据的颜色，即为待测试led 7的发光颜色。颜色分析软件可以使用现有技术中的软件，也可以技术人员自制。
66.具体对待分析颜色数据的颜色进行识别时，基于现有的颜色识别技术获取待分析颜色数据中所有像素点的颜色，将颜色像素转化成数值，再根据均值公式计算其得到颜色
均值，即为分析区6内对应的颜色，也即是待测试led 7对应的发光颜色。
67.将待测试led 7的发光颜色与待测试led 7的标准颜色进行比较，判断待测试led 7的的颜色是否合格。
68.基于本实用新型技术方案采集数据，实现led发光颜色测试时使用的颜色分析软件使用labview软件。labview是由美国国家仪器（ni）公司研制的一个开发环境。针对图像处理、分析和机器视觉，ni专门提供了可以基于labview与其他自动化设备无缝集成的机器视觉平台，以满足各种机器视觉应用软硬件需求。
69.基于本实用新型技术方案采集数据，实现led发光颜色测试时，基于颜色分析软件实现的过程都可以基于labview软件中的现有模块来实现。
70.如：通过原点建立参考坐标系时，使用于labview的视觉与运动》machine vision》coordinate system函数选板中的imaq find coordsys (rect)2、imaq find coordsys (2 rects)2，来完成构建过程。
71.如：获取待分析颜色数据中所有像素点的颜色的过程，包括：根据图片的位深度，vi将像素值返回为32位无符号整数或4个无符号16位整数的集群。再使用vision utilities》color utilities 》imaq integertocolorvalue vi将32位整数转换为包含三个元素(r, g, b)、(h, s, l)、(h, s, v)或(h, s, i)的集群。
72.使用本实用新型的技术方案后，使用摄像头对点亮后的led照亮区域进行拍照，然后送入服务器进行后续测试；本实用新型中的装置中，测试背景板1上可以同时安装多组led灯，通过摄像头可以同时采集多组led灯的颜色数据。与现有技术中的测试方法相比，本实用新型的测试装置在一次测试非常多数量的led时有很大的优势。