Labview機器視覺在航天顯示產品檢測中的應用

長沙湘計海盾科技有限公司 龍 彬 謝緒煜 謝歡曦 胡 彬

航天顯示產品因為其特殊的用途從而決定了產品的高可靠性、零瑕疵等特點，產品質量要求高，研發人員在研制過程中對發現的每一個問題都會認真對待，絕不放過。某顯示產品在工作過程中偶爾發生閃屏現象，研發人員需獲取閃屏發生的時間和頻率從而進一步分析故障原因，故設計此顯示器閃屏抓取系統。

1 系統總體設計

顯示器閃屏抓取系統主要由一臺電腦、工業相機組成，監控系統軟件由labview完成，顯示器開機后正常顯示，工業相機以一定的頻率對顯示器進行照相作業，將獲取的圖像數據傳給計算機，通過對圖像的亮度變化來判定系統是否閃屏，并記錄閃屏的時間。系統結構框圖如圖1所示，系統檢測流程如圖2所示。

圖1 系統結構框圖

圖2 系統檢測流程圖

2 Labview程序設計

2.1 開發環境安裝

（1）安裝Labview軟件。

（2）安裝Vision Acquisition Software(VAS)：視覺采集軟件（VAS）是一組驅動程序和實用程序，用于采集，顯示和保存各種攝像機類型的圖像，包括使用GigE Vision，IEEE 1394（FireWire），USB 2.0，USB 3的攝像機Vision或Camera Link標準。

（3）安裝Vision Development Module(VDM)：視覺開發模塊（VDM）能為LabVIEW，C/C ++，Visual Basic和.NET環境提供機器視覺和圖像處理功能。

（4）安裝相機驅動。

2.2 Labview程序框圖

根據顯示器閃屏抓取系統界面設計要求，分別完成攝像機名、文件保存路徑、開始、停止、打開路徑、圖像、曲線亮度等功能，程序框圖如圖3所示。

圖3 程序框圖

2.3 程序界面設計

如圖4所示主頁面由攝像機器選取、文件保存路徑、是否保存閃屏圖像、圖像顯示區域、閃屏指示燈、開始/退出時間、亮度曲線等幾個模塊組成，分別點擊可以進入相應的程序界面。系統運行后，首先點擊攝像機名選取錄像設備，可以勾選“保存閃屏圖像”選框，如需更改文件保存路徑可重新選擇指定路徑，點擊“開始”按鈕，系統開始運行，按照指定頻率對顯示器進行拍照，系統對所拍到的照片亮度進行分析，看是否存在變化，當系統亮度超出設定值時，判斷顯示器存在閃屏現象，保留閃屏的圖像以及當前的時間。程序設計調試好之后生成可進行安裝的setup文件。

圖4 程序界面設計

3 工業相機驅動安裝及Labview程序安裝

3.1 工業相機驅動安裝

在此項目中，選擇的設備為JHUMm系列工業相機，將設備的USB口與PC相連，此時提示不能識別此設備，無法正常使用，雙擊驅動文件，參照提示一步一步進行安裝，完成安裝后可勾選Launch usbvideo用以檢測相機是否驅動正常，畫面正常顯示。接著打開桌面中DShowManager軟件，如果桌面找不到，可到usbVideo安裝目錄下找，為了使用閃屏抓取工具正常的控制設備，還需要注冊Directshow，單擊選中列表框中的一行，勾選“Auto register DS”，點擊“Register”即可。至此，工業相機部分處理完成。

3.2 Labview程序安裝

在Labview生成的安裝文件目錄中找到所需文件，雙擊程序安裝包中的setup.exe文件，選擇程序安裝的位置，在彈出的許可協議對話框中，選擇“我接受該許可協議”，點擊下一步等待安裝完成。程序安裝完成后，回到系統桌面，選擇windows菜單“開始”->“所有程序”，從中找到剛才安裝的工具“攝像頭抓閃屏”，雙擊即可打開所需程序。

4 系統調試

參照系統結構框圖連接好系統的各硬件，運行相關軟件，經過系統各模塊的調試后進行設備的總體調試，系統能夠完成攝像機器的選擇，保存閃屏圖像，文件保存路徑的指定，閃屏現象的判斷、閃屏指示、時間記錄等任務，設備整體運行穩定，通過試驗驗證，模擬100次閃屏，98次判斷記錄正確，總體正確率為98%。

5 誤差分析和改進方向

本系統主要的誤差來源于視覺檢測受外界光源干擾，工業相機的拍照頻率限制等問題，造成某些檢測不成功，可根據項目需求以及成本的考量更換更好的相機并完善程序算法設計，從而進一步提高視覺檢測的準確率。

本設計以智能化、質量可追溯等出發點設計的系統包含攝像機器選取模塊，文件路徑設定模塊，圖片顯示模塊，圖片亮度模塊等模塊，實現了顯示器閃屏抓取功能，可替代人眼進行24h不間斷的監控，為提升產品品質，提高自動化測試奠定了基礎。