电能表液晶显示对比度增强算法及配套设备、工艺的制作方法

1.本发明涉及电能表液晶显示对比度增强算法及配套设备、工艺。


背景技术：

2.在计算机视觉领域，图像的质量对图像内容识别有极大的影响。在使用计算机视觉技术对国网某网电表液晶屏内容检测时，由于不同厂家亮度及点亮时间不一样，采集的液晶图片可能存在亮度低及对比度差的问题，容易造成内容识别失败，因此需要对图像进行对比度增强。然而传统对比度增强方法容易过滤掉细节信息或对比度增强效果不明显，对后续识别造成困难。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种电能表液晶显示对比度增强算法及配套设备、工艺。在电能表液晶内容视觉检测时，由于不同厂家工艺不同，液晶屏的亮度不一样，有的屏幕亮度偏暗，导致采集的图像对比度往往较差，不利于视觉后续检测和识别，本发明主要针对液晶屏图像对比度差的问题，提出了一种对比度增强算法，来提升液晶屏显示的对比度，增强液晶屏上显示的内容(数字和符号)与液晶屏底色(背景)之间在灰度值上的差异，方便后续的识别。
4.为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
5.一种电能表液晶显示对比度配套设备，待比对的电能表包括电表壳体；电表壳体正面上部具有显示屏且正面下部凹陷具有接线部，在接线部上扣罩有上端与电表壳体正面中部或正面下部铰接且上掀打开的保护罩；在电表壳体背面具有后底座和/或工艺豁口；
6.设备包括工序衔接的调整输送部及对比检测部。
7.一种电能表液晶显示对比配套工艺，用于对电能表进行检测；执行以下步骤；
8.s1，对电能表逐个输出并调整方向；
9.s2，对电能表进行测试。
10.作为上述技术方案的进一步改进：
11.在s1中，首先，将待检测的电能表放置到存储部中，存储推杆，推送电能表克服弹簧挡板的弹簧力而输出到有第一输出带；然后，在第一输出带上，方位检测探头，对电能表的正反及方向进行检测，当判断为正面朝上，该电能表送到正面输入工位，否则，电能表送到反面输入工位；其次，当在正面输入工位，通过第六中间传送带将电能表送入第七汇集输出带，当在反面输入工位，通过第三反面传送带将电能表送入第四翻转部的上承接托口，咬入电能表，翻转直线往复组件推动u型翻转手通过铰接支杆摆动翻转，使得电能表翻面并送到位于工艺开口槽的第五送回传送带的输入端送出到第七汇集输出带；再次，第七汇集输出带将电能表送到第八旋转托盘，当认定电能表方向错误，第八旋转托盘旋转设定角度，并辅助人工通过摄像头远程监控；之后，横向推手将位于第四翻转部上的电能表横向侧推从第一变向工位移动到第二变向工位。
12.在s2中，借助于传送轨道及配套的转工位机械手，实现电能表在各个工位之间的传送；
13.s2.1，在第二变向工位，承接从第一变向工位送入的横向侧推的电能表；
14.s2.2，在拉罩工位，外拉吸座吸合并将保护罩向下端牵拉；
15.s2.3，在掀开工位，悬吊装置下降吸合保护罩，使得保护罩向上摆动打开；
16.s2.4，在测尺寸工位，接头检测探传感器测试接线部在电表壳体上的位置；
17.s2.5，在测试工位，检测下压头下摆动，弹性触头下压在接线部上，通过弹簧连接部保证接线连通，进行通电测试，同时，相机部拍摄显示屏的数据采集数据并上传服务器进行处理与比较，以检测电能表记录是否正确；
18.s2.6，在扣合工位，推杆操控回退座松开保护罩并将扣合在接线部上；
19.s2.7，在打标工位，标签机在电表壳体贴或打标签；
20.s2.8，将打标后的电能表输出。
21.其中，第一旋转臂和/或第二连杆臂驱动旋转，使得中间连杆通过竖直连杆带达中转托手沿传送轨道传送一个工位；
22.在步骤s2.3中，首先，弹簧推拉杆加长，使得负压吸嘴吸附保护罩正表面；然后，弹簧推拉杆回拉，使得负压吸嘴带动保护罩上摆动；其次，循环链条组与转工位机械手同步前行一个工位，通过弹簧补偿两者的位移差，牵引套与拉伸旋转座同步。
23.本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。本发明实现了自动检测，提高对比度，适合于现场图像采集的后期处理，实现了电能表维修的自动化存储，调整及翻面，实现了自动检测，效率高，极大提高检测效率。
附图说明
24.图1是本发明的算法流程图。
25.图2是本发明的算法中图像变换效果图。
26.图3是本发明的电能表一个含有多次改进的结构示意图。
27.图4是本发明的配套设备结构示意图。
28.图5是本发明的传送使用结构示意图。
29.图6是本发明的横向变向结构示意图。
30.图7是本发明的机械手结构示意图。
31.图8是本发明的悬挂结构示意图。
32.图9是本发明的采集图片的使用结构示意图。
33.其中：1、电表壳体；2、保护罩；3、显示屏；4、后底座；5、工艺豁口；6、侧t型部；7、支转轴；8、接线部；9、u型槽；10、端部豁口；11、哑铃槽；12、翻开端孔；13、扣盖端孔；14、接线开口；15、存储部；16、第一输出带；17、第二变向输出带；18、第三反面传送带；19、第四翻转部；20、第五送回传送带；21、第六中间传送带；22、第七汇集输出带；23、第八旋转托盘；24、传送轨道；25、转工位机械手；26、拉罩工位；27、掀开工位；28、测尺寸工位；29、测试工位；30、扣合工位；31、打标工位；32、冗余工位；33、悬吊装置；34、弹簧挡板；35、存储推杆；36、方位检测探头；37、翻转直线往复组件；38、u型翻转手；39、铰接支杆；40、工艺开口槽；41、上承接托
口；42、下工艺空档；43、第一变向工位；44、横向推手；45、第二变向工位；46、辅助夹持机械手；47、中转托手；48、第一旋转臂；49、中间连杆；50、第二连杆臂；51、竖直连杆；52、循环链条组；53、同步导向环；54、拉伸旋转座；55、弹簧推拉杆；56、负压吸嘴；57、同步滑座；58、牵引套；59、外拉吸座；60、接头检测探传感器；61、检测下压头；62、相机部；63、回退座；64、弹性触头；65、弹簧连接部。
具体实施方式
34.如图1-9，作为一实施例，本发明使用相机采集图片，此时的图像包含完整电表及周围部分环境，其中非液晶区域易干扰后续处理，因此提取电表液晶区域作为输入。
35.首先，将rgb三通道图像转换成hsv三通道图像，由于电表液晶部分饱和度高，使用s单通道图像可以突出目标区域。对s单通道图像进行先膨胀后腐蚀的闭运算操作去掉图像完整区域中的空洞。对闭运算后的s单通道图像二值化并提取连通域，在所有的连通域中整幅图像是面积最大的连通域，因此选择面积第二大的连通域即得到电表液晶部分，实现液晶部分提取。
36.根据上述操作得到的电表液晶部分图片为三通道图像，将采集到的图片转化为灰度图i，转换基本公式如下：
[0037][0038]
其中，b、g、r代表像素的蓝色通道、绿色通道及红色通道值，gray表示转换后的灰度值。转换效果如图2(a)所示。
[0039]
对图像进行对比度和亮度调整。由于图像整体偏暗，对原图像i采用伽马变换和线性变换组合的方式，使图像变明亮，细节丰富，具体如下：
[0040]
i1＝ci
γ
αm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0041]
其中，i1是变换后的图像，c是灰度缩放系数，这里取1。
[0042]
γ是变化系数，是关键系数，经过大量对对比度偏暗的液晶屏图像的测试，γ取值在1.7～1.9之间，能够比较明显地增加明暗对比度；m是原图i的灰度值的均值，α是比例系数，经过试验取0.6比较合适，αm的作用是提升图像的整体亮度，尽管可以通过增大γ的值不断提升亮度，但是容易造成灰度值高的部分过大，导致图像泛白。最终效果如图2(b)所示。
[0043]
换后的灰度图i1进行自适应直方图均衡化(adaptive histogram equalization,ahe)，突出图像上的字符部分。ahe算法通过计算图像的局部直方图，然后重新分布亮度来来改变图像对比度。因此，该算法更适合于改进图像的局部对比度以及获得更多的图像细节。公式如下：
[0044]
s＝t(r),＜0＝r＜＝1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0045]
式中r表示原始图像的灰度级，且已经被归一化到了[0,1]的区间，s表示变换后的灰度值，t(r)满足两个条件：t(r)在区间[0,1]内单调递增，此条件保证输出灰度值与输入灰度值一一对应，同时像素灰度值之间的相对大小关系不变；在区间[0,1]内，t(r)∈[0,1]，保证了输出图像的灰度范围与输入图像相同。变换t使原分布变换成[0,1]上的均匀分
布，即实现了基本的直方图均衡化。本文使用了计算机视觉库opencv的ahe算法，采用的默认参数即可，效果如图2(c)所示。
[0046]
图均衡化后的灰度图进行自适应灰度级分层，突出图像中特定灰度范围的亮度。自适应灰度级分层公式如下：
[0047][0048]
式中，r为原图像素值，s为变换后像素值。首先根据灰度直方图统计得到原图出现频数最多的灰度值k，统计频数为且距离k最近的两个像素值作为感兴趣区域灰度值范围a和b。将感兴趣灰度值范围内的灰度值置为0，其它值置为1，即二值映射，处理后效果如图2(d)所示。
[0049]
测试结果表明，使用本方法可以增强液晶对比度与亮度，暗处细节更明显，利于之后的内容识别。
[0050]
如图1-9所示，本实施例的电能表液晶显示对比度配套设备，待比对的电能表包括电表壳体1；电表壳体1正面上部具有显示屏3且正面下部凹陷具有接线部8，在接线部8上扣罩有上端与电表壳体1正面中部或正面下部铰接且上掀打开的保护罩2；在电表壳体1背面具有后底座4和/或工艺豁口5；
[0051]
设备包括工序衔接的调整输送部及对比检测部；
[0052]
在电表壳体1两侧部设置有侧t型部6、在侧t型部6下方设置有支转轴7，保护罩2两侧上端具有与侧t型部6适配的u型槽9；在u型槽9下方设置有哑铃槽11，哑铃槽11的上下两端分别有翻开端孔12及扣盖端孔13，在保护罩2下底部具有与接线部8对应的接线开口14；
[0053]
当侧t型部6插入u型槽9时，支转轴7位于扣盖端孔13中，当侧t型部6离开u型槽9到最远端时，支转轴7位于翻开端孔12中；哑铃槽11两端侧壁上设置有凸起，用于行程限位；
[0054]
在保护罩2正面上方设置有端部豁口10；
[0055]
调整输送部，包括预存有电能表的存储部15；在存储部15输出端设置有第一输出带16的输入端，在第一输出带16输出端有第二变向输出带17的输入端，第二变向输出带17输出端上下摆动设置；第二变向输出带17的上下输出工位分别对应有正面输入工位及反面输入工位；
[0056]
正面输入工位，设置有第六中间传送带21的输入端；
[0057]
反面输入工位，设置有第三反面传送带18的输入端，在第三反面传送带18的输出端设置有第四翻转部19的喂入工位，第四翻转部19承接送入的电能表并将其翻转后输出，在第四翻转部19输出端对应有第五送回传送带20的输入端；
[0058]
在第六中间传送带21的输出端及第五送回传送带20的输出端处设置有第七汇集输出带22的输入端；在第七汇集输出带22输出端设置有第八旋转托盘23；
[0059]
在存储部15输出端上设置有弹簧挡板34，用于阻挡电能表输出；在存储部15输入端设置有存储推杆35，用于推送电能表克服弹簧挡板34的弹簧力而输出；
[0060]
在第一输出带16分布有若干方位检测探头36，用于实现电能表的正反及方向；当
判断为正面朝上，该电能表送到正面输入工位，否则，电能表送到反面输入工位；
[0061]
第四翻转部19包括纵向设置的翻转直线往复组件37；在翻转直线往复组件37移动端设置有开口朝上的u型翻转手38的下端，在u型翻转手38侧部铰接有铰接支杆39的悬臂端，在u型翻转手38上设置有工艺开口槽40，在u型翻转手38端口处设置有上承接托口41，用于咬入电能表，在u型翻转手38底部处设置有下工艺空档42；在工艺开口槽40处，上承接托口41与下工艺空档42通透设置；
[0062]
第五送回传送带20的输入端位于下工艺空档42处；
[0063]
在第七汇集输出带22输出端设置有第一变向工位43，第四翻转部19设置在第一变向工位43，在第四翻转部19一侧设置在横向推手44，用于将位于第四翻转部19上的电能表横向侧推从第一变向工位43移动到第二变向工位45。
[0064]
对比检测部，设置在调整输送部输出端的对比机架部，在对比机架部上设置有传送轨道24及配套的转工位机械手25，在传送轨道24上依次线性设置有第二变向工位45、拉罩工位26、掀开工位27、测尺寸工位28、测试工位29、扣合工位30、打标工位31、冗余工位32；
[0065]
从掀开工位27、测尺寸工位28到测试工位29上方配套有悬吊装置33；
[0066]
第二变向工位45，用于承接从第一变向工位43送入的横向侧推的电能表；
[0067]
拉罩工位26，外拉吸座59设置在传送轨道24正侧，用于吸合并将保护罩2向下端牵拉；
[0068]
掀开工位27，悬吊装置33下降吸合保护罩2，使得保护罩2向上摆动打开；
[0069]
测尺寸工位28，接头检测探传感器60设置在传送轨道24正侧，用于测试接线部8在电表壳体1上的位置；接头检测探传感器60采用相机、探头或光栅尺；
[0070]
测试工位29，检测下压头61设置在传送轨道24正侧，用于电连接接线部8，相机部62设置在电表壳体1正上方，用于接电并拍摄显示屏3的数据，检测电能表的精确性；检测下压头61的端头铰接有倾斜设置的弹性触头64的一端，弹性触头64的另一端设置有与检测下压头61铰接的弹簧连接部65；
[0071]
扣合工位30，回退座63设置在传送轨道24正侧，用于松开保护罩2并将扣合在接线部8上；
[0072]
打标工位31，设置有标签机，用于在电表壳体1贴或打标签；
[0073]
冗余工位32，作为备用扩展；
[0074]
在各个工位背侧配套有辅助夹持机械手46，用于辅助夹持电能表。
[0075]
辅助夹持机械手46，包括设置在传送轨道24下方的中转托手47，在中转托手47下方沿纵向设置有依次连接的三连杆，第一旋转臂48、中间连杆49及第二连杆臂50，在第二连杆臂50中部上端设置有用于连接中转托手47底部的竖直连杆51；第一旋转臂48和/或第二连杆臂50驱动旋转；
[0076]
悬吊装置33包括上下层设置有的循环链条组52及同步导向环53；在循环链条组52上设置有拉伸旋转座54，在拉伸旋转座54下方设置有弹簧推拉杆55，在弹簧推拉杆55下端连接有负压吸嘴56，用于吸附保护罩2正表面，在同步导向环53上设置有与对应拉伸旋转座54连接的同步滑座57，在同步滑座57上设置有用于穿入并固定电线及气路管的牵引套58。
[0077]
本实施例的电能表液晶显示对比配套工艺，用于对电能表进行检测；执行以下步骤；
[0078]
s1，对电能表逐个输出并调整方向；
[0079]
s2，对电能表进行测试。
[0080]
在s1中，首先，将待检测的电能表放置到存储部15中，存储推杆35，推送电能表克服弹簧挡板34的弹簧力而输出到有第一输出带16；然后，在第一输出带16上，方位检测探头36，对电能表的正反及方向进行检测，当判断为正面朝上，该电能表送到正面输入工位，否则，电能表送到反面输入工位；其次，当在正面输入工位，通过第六中间传送带21将电能表送入第七汇集输出带22，当在反面输入工位，通过第三反面传送带18将电能表送入第四翻转部19的上承接托口41，咬入电能表，翻转直线往复组件37推动u型翻转手38通过铰接支杆39摆动翻转，使得电能表翻面并送到位于工艺开口槽40的第五送回传送带20的输入端送出到第七汇集输出带22；再次，第七汇集输出带22将电能表送到第八旋转托盘23，当认定电能表方向错误，第八旋转托盘23旋转设定角度，并辅助人工通过摄像头远程监控；之后，横向推手44将位于第四翻转部19上的电能表横向侧推从第一变向工位43移动到第二变向工位45。
[0081]
在s2中，借助于传送轨道24及配套的转工位机械手25，实现电能表在各个工位之间的传送；
[0082]
s2.1，在第二变向工位45，承接从第一变向工位43送入的横向侧推的电能表；
[0083]
s2.2，在拉罩工位26，外拉吸座59吸合并将保护罩2向下端牵拉；
[0084]
s2.3，在掀开工位27，悬吊装置33下降吸合保护罩2，使得保护罩2向上摆动打开；
[0085]
s2.4，在测尺寸工位28，接头检测探传感器60测试接线部8在电表壳体1上的位置；
[0086]
s2.5，在测试工位29，检测下压头61下摆动，弹性触头64下压在接线部8上，通过弹簧连接部65保证接线连通，进行通电测试，同时，相机部62拍摄显示屏3的数据采集数据并上传服务器进行处理与比较，以检测电能表记录是否正确；
[0087]
s2.6，在扣合工位30，推杆操控回退座63松开保护罩2并将扣合在接线部8上；
[0088]
s2.7，在打标工位31，标签机在电表壳体1贴或打标签；
[0089]
s2.8，将打标后的电能表输出。
[0090]
其中，第一旋转臂48和/或第二连杆臂50驱动旋转，使得中间连杆49通过竖直连杆51带达中转托手47沿传送轨道24传送一个工位；
[0091]
在步骤s2.3中，首先，弹簧推拉杆55加长，使得负压吸嘴56吸附保护罩2正表面；然后，弹簧推拉杆55回拉，使得负压吸嘴56带动保护罩2上摆动；其次，循环链条组52与转工位机械手25同步前行一个工位，通过弹簧补偿两者的位移差，牵引套58与拉伸旋转座54同步。
[0092]
本发明适用于普通带有透明保护罩且带有液晶屏的电能表，作为一个优选结构，本发明保护罩开合方便，通过哑铃槽11实现自动滑动及行程终端定位。
[0093]
本发明通过存储部15实现暂存待校准的电能表或新组装的电能表，通过第一输出带16，第二变向输出带17，第三反面传送带18，第四翻转部19，第五送回传送带20，第六中间传送带21，第七汇集输出带22，第八旋转托盘23，实现了电能表的传送，实现反面的翻转与调正朝向，从而保证后续检测自动化进行。传送轨道24，转工位机械手25实现了第二变向工位45，拉罩工位26，掀开工位27，测尺寸工位28，测试工位29，扣合工位30，打标工位31及输出工位的转送，机械手可以多个或单个，冗余工位32作为备用，悬吊装置33方便自动向上翻转保证，弹簧挡板34实现限位止动，存储推杆35实现自动推料，一次一个行程，方位检测探
头36实现了方向与正面，翻转直线往复组件37可以曲轴连杆等驱动，u型翻转手38通过铰接支杆39实现大于或等于180度大摆动，通过工艺开口槽40方便传送带进入，上承接托口41实现卡接电能表，下工艺空档42实现了电能表的输出，通过第一变向工位43，横向推手44实现逐个输出，辅助夹持机械手46实现夹持，中转托手47根据所需设定，本发明为了显示各部结构，省却了常规件及与本发明无关特征。第一旋转臂48，中间连杆49，第二连杆臂50，竖直连杆51实现工件的前行驱动，为了配套悬挂部，托手可以下部与不与电能表接触，电能表在机架上前行，从而减少电能表高低位移。本发明循环链条组52，同步导向环53，拉伸旋转座54，弹簧推拉杆55，负压吸嘴56，同步滑座57，牵引套58实现了工件对保护罩的吸附，本发明通过外拉吸座59，接头检测探传感器60，检测下压头61，相机部62，回退座63实现各部操作，当然可以配套人工辅助，相机实现图1-2的图像采集，通过弹性触头64，弹簧连接部65，保证了电连接的稳定与兼容性。