一种LED颜色巡检小车的巡检方法及系统

本发明涉及机器视觉和图像处理，具体为一种led颜色巡检小车的巡检方法及系统。

背景技术：

1、rgb led广泛应用在诸多领域，例如汽车氛围灯、无人机灯光、医疗辅助灯、娱乐场所等。rgb led氛围灯一般根据红绿蓝三基色的混光原理，对红光、绿光、蓝光进行混合得到不同灯光颜色，任意基色比例的改变都会使混合光的颜色产生较大偏差，因此led出厂前需要对led的三基色r、g、b值进行检测，即标定过程。

2、但现有标定设备一次只能对1～2个灯板进行标定，对设备利用率不高且设体积庞大。若想通过增加检测探头的数目来提高设备利用率，用来控制检测探头的伺服电机数目也会增加，这就对电机控制算法提出了更高的要求，使电机在移动过程中更加平稳，能够精准停在目标所在的位置，且具有良好的实时响应效果，否则电机之间运动不协调，容易产生互相碰撞的后果，甚至损换电机携带的精密光电仪器。而利用图像处理技术和巡检小车即可“绕开”众多电机和颜色探头，让巡检小车充当标定系统的眼睛，找到待检测灯板并获取各led照片。而基于图像处理的颜色检测算法则充当大脑，给出颜色品质评价并对不合格产品发出矫正指令，进而将标定系统的核心浓缩到巡检小车中，实现标定系统小型化，灵活化。

3、因此本发明将机器视觉与led颜色检测相结合，通过小车“巡视”led灯这一过程，捕获led灯的图片信息，提取特征，再对灯的色彩一致性等信息做出检测，降低了标定过程对众多电机的依赖程度。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的led颜色标定方法存在效率低下、对电机和颜色传感器依赖过重、设备体积庞大且成本高昂的问题，以及如何确保精确度和可靠性的优化问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种led颜色巡检小车的巡检方法，包括：

4、利用自动巡检小车判断灯板位置并获取led光圈图片；采用颜色检测算法对所述led光圈图片中led光圈的颜色特征进行分析；所述分析包括判断是否保持在允许的色差范围内。

5、作为本发明所述的led颜色巡检小车的巡检方法的一种优选方案，其中：所述判断灯板位置包括利用语义建图的方式寻找待标定灯板所在位置；所述待标定灯板所在位置包括采用改进的transformer架构捕获多尺度信息，找到待标定的灯板位置，识别灯板上的灯珠，并对灯珠拍照取样，获得led光圈图片。

6、作为本发明所述的led颜色巡检小车的巡检方法的一种优选方案，其中：所述颜色检测算法包括将小车捕获的图像信息从rgb颜色空间转换为hsl颜色空间模型；利用边缘检测技术确定led颜色光圈所在的位置，再提取光环内的颜色特征信息；根据所述颜色特征信息采用聚类方法获得当前颜色坐标；根据所述当前颜色坐标计算颜色距离，获得颜色距离；将特定颜色的光圈与对应标准光圈的颜色距离进行比较，做出颜色品质评价。

7、作为本发明所述的led颜色巡检小车的巡检方法的一种优选方案，其中：所述转换为hsl颜色空间模型包括颜色空间是颜色在三维空间中的排列方式，h、s、l分别为色度、饱和度和亮度建立颜色空间模型。

8、作为本发明所述的led颜色巡检小车的巡检方法的一种优选方案，其中：所述边缘检测技术包括确定led颜色光圈所在的位置，再提取光环内的颜色特征信息具体包括：利用光圈的亮度l与黑色背景、中间明亮区亮度差异较大的特点，识别出光圈在图像中所处的位置，为提取光圈的颜色特征划定范围。

9、作为本发明所述的led颜色巡检小车的巡检方法的一种优选方案，其中：所述获得当前颜色坐标包括对检测到的光圈进行特征提取及聚类分析，识别出光圈的颜色坐标；

10、所述识别出光圈的颜色坐标表示为，

11、

12、

13、

14、

15、

16、

17、其中，k为常数,波长的积分范围是可见光的波段,为红色光所需量,g(λ)为绿色光所需量,为蓝色光所需量。

18、作为本发明所述的led颜色巡检小车的巡检方法的一种优选方案，其中：所述颜色距离表示为，

19、δh＝(h2-h1)2

20、δs＝(s2-s1)2

21、δl＝(l2-l1)2

22、

23、其中，h1、s1、l1分别表示标准颜色的色相、饱和度和亮度，h2、s2、l2分别表示被测颜色的色相、饱和度和亮度，δh、δs和δl分别表示两种颜色在色相、饱和度和亮度上的差值，d表示颜色距离。

24、本发明的另外一个目的是提供一种led颜色巡检小车的巡检系统，其能通过自动化的定位与导航、高精度图像捕获、先进的颜色分析处理，以及集成化的数据管理与控制，解决了传统方法中效率低、依赖复杂机械设备和成本高的问题。

25、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:一种led颜色巡检小车的巡检系统，包括：定位导航模块、图像捕获模块、颜色分析模块以及数据管理模块；所述定位导航模块用于通过高级的语义建图和改进的transformer架构识别和定位待标定的led灯板，确保巡检小车能够精确导航到特定的灯板位置进行检测；所述图像捕获模块用于利用高分辨率摄像头和适配光学元件捕获led光圈的高质量图像，保证为颜色分析提供清晰且准确的图像数据；所述颜色分析模块用于将捕获的图像从rgb转换到hsl颜色空间，并利用边缘检测和聚类方法进行颜色分析，负责识别颜色坐标、计算颜色距离，以评估led光圈的颜色质量；所述数据管理模块用于协调整个系统的运行，接收颜色分析模块的分析结果，并根据这些数据做出决策，指导巡检小车的后续动作，同时将数据传送至中央控制系统进行分析和存储。

26、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述led颜色巡检小车的巡检方法的步骤。

27、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述led颜色巡检小车的巡检方法的步骤。

28、本发明的有益效果：本发明提供的led颜色巡检小车的巡检方法将机器视觉与led颜色检测相结合，通过小车“巡视”led灯这一过程，捕获led灯的图片信息，提取特征，再对灯的色彩一致性等信息做出检测，降低了标定过程对众多电机的依赖程度。

技术特征：

1.一种led颜色巡检小车的巡检方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的led颜色巡检小车的巡检方法，其特征在于：所述判断灯板位置包括利用语义建图的方式寻找待标定灯板所在位置；

3.如权利要求2所述的led颜色巡检小车的巡检方法，其特征在于：所述颜色检测算法包括将小车捕获的图像信息从rgb颜色空间转换为hsl颜色空间模型；

4.如权利要求3所述的led颜色巡检小车的巡检方法，其特征在于：所述转换为hsl颜色空间模型包括颜色空间是颜色在三维空间中的排列方式，h、s、l分别为色度、饱和度和亮度建立颜色空间模型。

5.如权利要求4所述的led颜色巡检小车的巡检方法，其特征在于：所述边缘检测技术包括确定led颜色光圈所在的位置，再提取光环内的颜色特征信息具体包括：

6.如权利要求5所述的led颜色巡检小车的巡检方法，其特征在于：所述获得当前颜色坐标包括对检测到的光圈进行特征提取及聚类分析，识别出光圈的颜色坐标；

7.如权利要求6所述的led颜色巡检小车的巡检方法，其特征在于：所述颜色距离表示为，

8.一种采用如权利要求1～7任一所述的led颜色巡检小车的巡检方法的系统，其特征在于，包括：定位导航模块、图像捕获模块、颜色分析模块以及数据管理模块；

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的led颜色巡检小车的巡检方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的led颜色巡检小车的巡检方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种LED颜色巡检小车的巡检方法及系统，涉及机器视觉和图像处理技术领域，包括：利用自动巡检小车判断灯板位置并获取LED光圈图片；采用颜色检测算法对所述LED光圈图片中LED光圈的颜色特征进行分析；所述分析包括判断是否保持在允许的色差范围内。本发明提供的LED颜色巡检小车的巡检方法将机器视觉与LED颜色检测相结合，通过小车“巡视”LED灯这一过程，捕获LED灯的图片信息，提取特征，再对灯的色彩一致性等信息做出检测，降低了标定过程对众多电机的依赖程度。

技术研发人员：莘炜杰,陈岚,邓茗芳,赵怀林
受保护的技术使用者：上海应用技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4