一种测量LED显示屏外形尺寸的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量LED显示屏外形尺寸的方法，准备八个PCI‑E接口线阵CCD同步数据采集卡和光源，在长方形的四个边上均设置两组，其中显示屏的长度由长度方向上相对的两组CCD测得，四个边的倾斜角度分别由各个边上的两个CCD测量得到，粗调各个光源和CCD的位置及角度使CCD能够接收反射的光；细调每组尺寸测量的两个光源使其在一条直线上，然后调整对应的CCD使CCD也成像在一条直线上，编写软件，标定光学系统的放大倍率；标定每组尺寸测量两个CCD的中心矩；记录各组角度测量CCD的初始像元位置；本发明专利技术具有提高物体外形尺寸测量精度的优点。

A method for measuring the size of LED display screen

The invention discloses a method for measuring the external dimension of LED display screen. Eight PCI_E interface linear array CCD synchronous data acquisition cards and light sources are prepared. Two groups are arranged on four sides of a rectangle. The length of the display screen is measured by two sets of CCDs opposite to each other in the length direction, and the inclination angles of the four sides are respectively measured by two groups on each side. The position and angle of each light source and CCD are roughly adjusted so that the CCD can receive the reflected light; the two light sources of each size measurement are finely adjusted so that they are in a straight line, and then the corresponding CCD is adjusted so that the CCD is also imaged in a straight line. The software is compiled to calibrate the magnification of the optical system. The center moments of two CCDs, the initial pixel positions of the CCDs are measured by recording the angles of each group, and the invention has the advantages of improving the measurement accuracy of the object shape and size.

【技术实现步骤摘要】
一种测量LED显示屏外形尺寸的方法
本专利技术涉及测量
，特别是涉及一种测量LED显示屏外形尺寸的方法。
技术介绍
LED显示技术是推动显示器领域发生革命性变革的一次技术，因为它在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面都比LCD更具优势，因此会拥有更广泛的应用前景，同时对其各项参数的检测也显得尤为重要。在多数应用场合下人们对各个LED显示屏的外形尺寸偏差没有特殊的要求，但是在一些比较重要的装修和使用场所尤其是需要拼接成大型显示设备时就要求各个显示屏具有“一致性”，尺寸偏差必须在一定的范围内，如对于300*300mm的LED显示屏，尺寸偏差要求在±0.1mm以内。现有技术中的测量方法大致有两种，一种为线下手动测量，另一种为采用机器视觉技术在线实时测量，即线扫描成像或面阵成像的方法。通过线阵CCD扫描成像或面阵CCD成像来采集LED显示屏的图像并对图像进行处理以计算其外形尺寸。线下手动测量具有以下缺点：1、效率低：不能实现在线实时测量，需要线下进行人工测量。2、易引入人为误差：人的情绪波动和疲劳情况都会带来人为的误差。采用单个线阵或面阵CCD则测量精度低；对于面阵CCD成像，生产线上传送速度快时图像有拖尾现象；不能避免镜头边缘的畸变问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种测量LED显示屏外形尺寸的方法。而且此种方法还可以应用于其他材料如塑料、大理石等板材的外形尺寸测量。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：本专利技术的一种测量LED显示屏外形尺寸的方法，包括以下步骤：准备八个PCI-E接口线阵CCD同步数据采集卡和光源，在长方形的四个边上均设置两组，，其中显示屏的长度由长度方向上相对的两组CCD测得，四个边的倾斜角度分别由各个边上的两个CCD测量得到，粗调各个光源和CCD的位置及角度使CCD能够接收反射的光；细调每组尺寸测量的两个光源使其在一条直线上，然后调整对应的CCD使CCD也成像在一条直线上，编写软件，标定光学系统的放大倍率；标定每组尺寸测量两个CCD的中心矩；记录各组角度测量CCD的初始像元位置；尺寸的测量具体步骤如下：测量前标定光学系统的放大倍率、标定每组CCD的中心距和角度测量两个CCD的初始位置，放大倍率是每个CCD像元尺寸对应物体实际尺寸的比例系数，可以通过已知尺寸的物体计算得出，已知像元尺寸是L，物体的实际尺寸为D，边界像元位置N1，N2,则放大倍率β＝(N2-N1)*L/D；标定每组CCD中心距的方法：准备一个已知尺寸的标准显示屏,长度为D1，电机带动传送带使显示屏运动到标准位置，CCD1和CCD3在长度测量方向上呈一条直线，此时可以计算出显示屏边界在对应CCD1和CCD3的像元位置N1，N3，已知β1和β3分别为CCD1和CCD3的放大倍率，CCD的中心像素位置是N0，两个CCD的0像素位置在显示屏中心方向，则CCD1和CCD3的中心像素之间的距离为D2＝D1-(N1-N0)*L/β1-(N3-N0)*L/β3，实际测量时可以计算出N1和N2，则物体尺寸＝D2+(N1-N0)*L/β1+(N3-N0)*L/β3。优选的，所述外形尺寸的测量方法还包括缺陷及厚度变化的检测：采用反射照明方式，光源和CCD沿显示屏的测量方向相对排列，光通过显示屏表面反射到CCD靶面上，当显示屏边界存在缺陷时相当于反射面变低且有多个反射面但这部分边界信息将不能被反射到CCD靶面上，或者当显示屏厚度变化时反射面高度将发生变化也不能把光线反射到CCD靶面上，说明尺寸测量出现异常值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、提高大尺寸物体的测量精度、避免镜头畸变。2、显示屏的边缘始终成像在CCD的中心像素附近，所以边缘的变化反应的是偏差量，因此针对偏差量可以设计成放大的光学成像系统以提高分辨率和测量精度；在镜头中心附近成像可以避免镜头边缘的畸变问题；3、用高亮度、单色性好的激光作为光源，通过反射光照明成像，此种照明方式还可以检测出显示屏厚度变化和边缘是否存在缺陷；附图说明图1所示为物体尺寸测量的光学系统。图2所示为CCD布局结构。图3所示为反射照明示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。线阵CCD用于物体尺寸测量的光学系统如图1所示，线阵CCD的输出信号随光强的变化是线性的，物体的轮廓信息反应为光强的分布情况，对线阵CCD输出信号进行AD采集送入计算机进行二值化(N1和N2之间的像元)就可以检测出物体边界信息。基于以上的原理，本方案多线阵CCD尺寸测量的布局结构如图2：通过机械结构和后期的微调使每组两个CCD在尺寸测量方向上成一条直线，8个线阵CCD通过PCI-E接口同步数据采集卡将数据送入计算机内存。其中，显示屏的长度由：CCD1和CCD3一组以及CCD2和CCD4一组测量得到；显示屏的宽度由：CCD5和CCD7一组以及CCD6和CCD8一组测量得到；显示屏四个边的倾斜角度分别由各个边上的两个CCD测量得到，通过这四个角度可以判断显示屏是否存在异形以及传送到检测位时是否发生整体偏转，如果发生偏转可根据该角度调整测量的尺寸。提高测量精度和避免镜头畸变的原理：从图2中可以看出每个CCD只是成像显示屏的边界而不是整个显示屏的图像，而且只有当两个边界的位置都在对应CCD中心像素附近时才开始计算尺寸。这样有两个目的，第一是可以根据显示屏的尺寸偏差范围而不是其尺寸范围来设计每个CCD的测量范围，所以可以设计成放大的光学系统来提高分辨率和测量精度，第二是测量时边界信息是通过镜头的中心部分成像到CCD像面上，避免了镜头边缘的畸变问题。尺寸及角度测量原理：测量前需要标定光学系统的放大倍率、标定每组CCD的中心距和角度测量两个CCD的初始位置，放大倍率是每个CCD像元尺寸对应物体实际尺寸的比例系数，可以通过已知尺寸的物体计算得出，已知像元尺寸是L，物体的实际尺寸为D，根据图1所示测量原理得到边界像元位置N1，N2,则放大倍率β＝(N2-N1)*L/D。标定每组CCD中心距的方法：以CCD1和CCD3这一组为例，准备一个已知尺寸的标准显示屏,长度为D1，电机带动传送带使显示屏运动到如图2所示的位置附近停止，此时可以计算出显示屏边界在对应CCD1和CCD3的像元位置N1，N3，已知β1和β3分别为CCD1和CCD3的放大倍率，CCD的中心像素位置是N0，两个CCD的0像素位置在显示屏中心方向。则CCD1和CCD3的中心像素之间的距离为D2＝D1-(N1-N0)*L/β1-(N3-N0)*L/β3，实际测量时可以计算出N1和N2，则物体尺寸＝D2+(N1-N0)*L/β1+(N3-N0)*L/β3。角度测量：计算出每个边两个CCD边界像元位置和标定时的初始位置的偏差值，通过计算这两个偏差值的差值(根据放大倍率转换成物方差值)并已知这两个CCD之间的距离根据三角公式反正切值即可计算出角度。标定初始位置：在标定中心距时记录每个边两个CCD的边界像元位置，这就是角度测量的初始位置。缺陷及厚度变化的检测：本方案采用反射照明方式，光源和CCD沿显示屏的测量方向相对排列，光通过显示屏表面反射到CCD靶面上，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量LED显示屏外形尺寸的方法，其特征在于，包括以下步骤：准备八个PCI‑E接口线阵CCD同步数据采集卡和光源，在长方形的四个边上均设置两组，，其中显示屏的长度由长度方向上相对的两组CCD测得，四个边的倾斜角度分别由各个边上的两个CCD测量得到，粗调各个光源和CCD的位置及角度使CCD能够接收反射的光；细调每组尺寸测量的两个光源使其在一条直线上，然后调整对应的CCD使CCD也成像在一条直线上，编写软件，标定光学系统的放大倍率；标定每组尺寸测量两个CCD的中心矩；记录各组角度测量CCD的初始像元位置；尺寸的测量具体步骤如下：测量前标定光学系统的放大倍率、标定每组CCD的中心距和角度测量两个CCD的初始位置，放大倍率是每个CCD像元尺寸对应物体实际尺寸的比例系数，可以通过已知尺寸的物体计算得出，已知像元尺寸是L，物体的实际尺寸为D，边界像元位置N1，N2,则放大倍率β＝(N2‑N1)*L/D；标定每组CCD中心距的方法：准备一个已知尺寸的标准显示屏,长度为D1，电机带动传送带使显示屏运动到标准位置，CCD1和CCD3在长度测量方向上呈一条直线，此时可以计算出显示屏边界在对应CCD1和CCD3的像元位置N1，N3，已知β1和β3分别为CCD1和CCD3的放大倍率，CCD的中心像素位置是N0，两个CCD的0像素位置在显示屏中心方向，则CCD1和CCD3的中心像素之间的距离为D2＝D1‑(N1‑N0)*L/β1‑(N3‑N0)*L/β3，实际测量时可以计算出N1和N2，则物体尺寸＝D2+(N1‑N0)*L/β1+(N3‑N0)*L/β3。...

【技术特征摘要】
1.一种测量LED显示屏外形尺寸的方法，其特征在于，包括以下步骤：准备八个PCI-E接口线阵CCD同步数据采集卡和光源，在长方形的四个边上均设置两组，，其中显示屏的长度由长度方向上相对的两组CCD测得，四个边的倾斜角度分别由各个边上的两个CCD测量得到，粗调各个光源和CCD的位置及角度使CCD能够接收反射的光；细调每组尺寸测量的两个光源使其在一条直线上，然后调整对应的CCD使CCD也成像在一条直线上，编写软件，标定光学系统的放大倍率；标定每组尺寸测量两个CCD的中心矩；记录各组角度测量CCD的初始像元位置；尺寸的测量具体步骤如下：测量前标定光学系统的放大倍率、标定每组CCD的中心距和角度测量两个CCD的初始位置，放大倍率是每个CCD像元尺寸对应物体实际尺寸的比例系数，可以通过已知尺寸的物体计算得出，已知像元尺寸是L，物体的实际尺寸为D，边界像元位置N1，N2,则放大倍率β＝(N2-N1)*L/D；标定每组CCD中心距的方法：准备一个已知尺寸的标准显示屏,长度为D1，电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪明，王辉春，
申请(专利权)人：三英精控天津仪器设备有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12