一种用于应急疏散指示灯具的自动测试系统的制作方法

1.本发明涉及灯具生产测试技术领域，具体是一种用于应急疏散指示灯具的自动测试系统。


背景技术：

2.近年来，随着消防行业的发展，消防电子设备的需求量逐渐增加，其中消防电子设备中的应急疏散指示灯具作为常用消防设备，其需求量显著增大。
3.最新相关标准规定，应急疏散指示灯具表面亮度需要满足一定范围。然而，在应急疏散指示灯具的生产测试环节，多数厂家由人工手持亮度计检测灯光亮度，且表面亮度不合格的灯具需要拆装、重新调整电路参数，这种方式生产成本高、生产效率低下，受环境光影响产品亮度质量无法得到有效保障，且对检测人员的眼睛有损害，容易导致职业病；同时无法根据不合格灯具的生产情况及时对生产设备进行检修和校准，导致大量次品，从而增加灯具生产成本；基于以上不足，本发明提出一种用于应急疏散指示灯具的自动测试系统。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于应急疏散指示灯具的自动测试系统，使用图像采集设备采集黑暗环境下应急疏散指示灯具点亮时的图像，然后对采集的图像进行处理，检测识别应急疏散指示灯具灯光的状态及灯具类型，并根据灰度图像计算灯具表面亮度，若亮度不合格，则通过总线通信自动调整灯具电路参数，实现应急疏散指示灯具灯光的自动化检测校准、以及灯具类型的自动化识别检验。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种用于应急疏散指示灯具的自动测试系统，包括灯具测试模块、图像采集模块、上位机、下位机以及生产追踪模块；
6.当进入灯具产品测试状态后，所述上位机控制图像采集模块实时采集黑暗环境下应急疏散指示灯具点亮时的图像并将采集的图像传输至图像分析模块进行图像处理；所述图像分析模块的具体处理过程如下：
7.截取当前帧图像，利用图像匹配识别技术识别当前灯具状态及类型；
8.根据灰度图像计算灯具表面亮度值，具体计算公式为：v＝a*x+b；其中v表示灯具表面亮度值，x为图像局部区域的灰度均值；其中图像局部区域为m*n矩形，a、b均为常数；
9.所述图像分析模块用于将计算得到的灯具表面亮度值v反馈至上位机，所述上位机用于将灯具表面亮度值v与标准范围相比较，若v处于标准范围外，则表示灯具不合格；所述上位机发送不合格信号至下位机，所述下位机接收到不合格信号后执行校准措施；
10.在灯具测试的一个工作周期内，所述生产追踪模块与下位机相连接，用于对不合格信号进行监测；并根据不合格信号的出现情况对生产设备进行生产偏值分析，若生产偏值zt≥预设偏值阈值，则表明此时生产设备的生产状态不佳，生成检修信号；以提醒工作人员对该生产设备进行检修和校准。
11.进一步地，所述生产追踪模块的具体分析步骤为：
12.在预设时间内，统计不合格信号的出现次数为c1；
13.截取相邻两个信号出现时刻之间的时间段为缓冲时段；统计每个缓冲时段内对应生产设备的生产灯具数量为缓冲数量，得到缓冲数量信息组；根据缓冲数量信息组对缓冲极限值gt进行评估；
14.利用公式zt＝(c1
×
a3)/(gt
×
a4)计算得到对应生产设备的生产偏值zt，其中a3、a4均为系数因子。
15.进一步地，其中，缓冲极限值gt的具体评估过程为：
16.按照标准差公式计算得到缓冲数量信息组的标准差并标记为α；
17.遍历缓冲数量信息组，将最大值fmax与最小值fmin的差值除以最小值fmin得到差异比cb，即cb＝(fmax-fmin)/fmin；利用公式cw＝α
×
b3+cb
×
b4计算得到稳态值cw，其中b3、b4均为系数因子；
18.按照平均值计算公式得到缓冲数量信息组的平均值g1，利用公式gt＝(g1
×
a1)/(cw2×
a2+γ)
0.5
计算得到缓冲极限值gt，其中a1、a2均为系数因子，γ为补偿因子。
19.进一步地，所述灯具测试模块整体为一个封闭式柜体，用于提供稳定光照环境；所述柜体侧面中间位置设置有一个抽屉；所述抽屉内设置有卡槽，用于准确放置应急疏散指示灯具产品；所述抽屉边缘安装门磁开关，用于触发单个产品测试开始。
20.进一步地，所述图像采集模块为安装于柜体顶部和底部中间位置的工业相机；其中灯具灯光所在面正对工业相机。
21.进一步地，当灯具测试模块对灯具产品进行测试时，所述上位机用于持续向下位机查询抽屉状态，所述下位机通过线缆与门磁开关连接，用于感知抽屉是否闭合；当抽屉闭合时，开始进入灯具产品测试状态，停止抽屉状态查询；当灯具产品测试完成后继续查询抽屉状态，当抽屉打开时则准备下一次测试。
22.进一步地，所述校准措施表现为：控制不合格灯具调整参数，然后重新采集图像获取灯具表面亮度值，直到灯具表面亮度合格，实现应急疏散指示灯具的自动化测试。
23.进一步地，测试完成后，所述上位机用于显示并语言播报测试结果，同时会将测试结果通过网络上传到数据库；同时操作人员打开抽屉，取出已测灯具根据测试结果进行分类，并放置下一个待测灯具继续测试。
24.进一步地，所述下位机通过串口与上位机通信，接收上位机下发的指令；下位机通过总线与应急疏散指示灯具连接，给应急疏散指示灯具供电并与其通信，读取产品编号，下发操作命令，执行点灯、灭灯以及调整参数操作。
25.进一步地，所述上位机优选工业pc机，至少4g安装内存，安装64位操作系统；工业pc机作为控制器负责，统一协调控制整个系统，包括控制系统启动与停止、控制工业相机采集图像、控制下位机、显示测试结果、查询测试记录、上传测试信息等。
26.进一步地，参数a、b与工业相机型号参数等相关，具体获取方法是进入自校准模式用安装在灯具测试模块上的工业相机采集两个以上不同亮度的标准光源图像，获取灰度值，解二元一次方程组得到参数a、b。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.1、本发明中当进入灯具产品测试状态后，所述上位机控制图像采集模块实时采集
黑暗环境下应急疏散指示灯具点亮时的图像并将采集的图像传输至图像分析模块进行图像处理；截取当前帧图像，利用图像匹配识别技术识别当前灯具状态及类型；根据灰度图像计算灯具表面亮度值；所述上位机用于将灯具表面亮度值v与标准范围相比较，对于不合格产品，所述上位机发送不合格信号至下位机并驱动下位机控制不合格灯具调整参数，然后重新采集图像获取灯具表面亮度值，直到灯具表面亮度合格，实现应急疏散指示灯具的自动化测试；提高灯具表面亮度检测校准效率，从而提高灯具生产效率；
29.2、本发明中在灯具测试的一个工作周期内，所述生产追踪模块用于对不合格信号进行监测；并根据不合格信号的出现情况对生产设备进行生产偏值分析，结合不合格信号的出现次数c1以及缓冲极限值gt计算得到对应生产设备的生产偏值zt，若zt≥预设偏值阈值，则表明此时生产设备的生产状态不佳，生成检修信号；所述上位机接收到检修信号后控制报警模块发出警报，以提醒工作人员对对应生产设备进行检修和校准，避免次品产生，从而提高灯具生产效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明的系统框图。
32.图2为本发明的测试流程示意图。
具体实施方式
33.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
34.如图1至图2所示，一种用于应急疏散指示灯具的自动测试系统，包括灯具测试模块、图像采集模块、图像分析模块、上位机、下位机、数据库、生产追踪模块以及报警模块；
35.灯具测试模块整体为一个封闭式柜体，柜体侧面中间位置设置有一个抽屉；抽屉内设置有卡槽，用于准确放置应急疏散指示灯具产品；灯具测试模块用于提供稳定光照环境，以便于图像采集模块采集黑暗环境下应急疏散指示灯具点亮时的图像；
36.图像采集模块为安装于柜体顶部和底部中间位置的工业相机；图像采集模块通过信号线与上位机连接，用于实时采集应急疏散指示灯具灯光所在面的图像；其中灯具灯光所在面正对工业相机；抽屉底部中间区域挖空，便于采集灯光双面图像；抽屉边缘安装门磁开关，用于触发单个产品测试开始；
37.下位机通过串口与上位机通信，接收上位机下发的指令；下位机通过总线与应急疏散指示灯具连接，给应急疏散指示灯具供电并与其通信，读取产品编号，下发操作命令，执行点灯、灭灯、调整参数等操作；
38.本实施例中的上位机优选工业pc机，至少4g安装内存，安装64位操作系统；工业pc
机作为控制器负责，统一协调控制整个系统，包括控制系统启动与停止、控制工业相机采集图像、控制下位机、显示测试结果、查询测试记录、上传测试信息等；
39.当灯具测试模块对灯具产品进行测试时，上位机用于持续向下位机查询抽屉状态，下位机通过线缆与门磁开关连接，用于感知抽屉是否闭合；当抽屉闭合时，开始进入灯具产品测试状态，停止抽屉状态查询；当灯具产品测试完成后继续查询抽屉状态，当抽屉打开时则准备下一次测试；
40.当进入灯具产品测试状态后，上位机控制图像采集模块实时采集黑暗环境下应急疏散指示灯具点亮时的图像并将采集的图像传输至图像分析模块进行图像处理；图像分析模块的具体处理过程如下：
41.截取当前帧图像，利用图像匹配识别技术识别当前灯具状态及类型；
42.根据灰度图像计算灯具表面亮度值，具体计算公式为：v＝a*x+b；其中v表示灯具表面亮度值，x为图像局部区域的灰度均值；其中图像局部区域为m*n矩形，a、b均为常数，与工业相机型号参数等相关，可利用两个以上不同亮度的标准光源采集图像，获取灰度值，解二元一次方程组得到a、b。
43.图像分析模块用于将计算得到的灯具表面亮度值v反馈至上位机，上位机用于将灯具表面亮度值v与标准范围相比较，若v处于标准范围外，则表示灯具不合格；上位机发送不合格信号至下位机，下位机接收到不合格信号后执行校准措施；校准措施表现为：控制不合格灯具调整参数，然后重新采集图像获取灯具表面亮度值，直到灯具表面亮度合格，实现应急疏散指示灯具的自动化测试；
44.测试完成后，上位机用于显示并语言播报测试结果，同时会将测试结果通过网络上传到数据库；同时操作人员可打开抽屉，取出已测灯具根据测试结果进行分类，并放置下一个待测灯具继续测试；整个测试过程完全自动化，操作人员仅需取放物料，大大提高灯具表面亮度检测校准效率，从而提高灯具生产效率；
45.在本实施例中，在任意外部光照环境条件下，都能准确高效地检测校准应急疏散指示灯具灯光表面亮度，具有较广的适用范围；基于图像处理来检测校准应急疏散指示灯具灯光表面亮度，减少人力投入，实现检测自动化，提高灯具表面亮度检测校准效率，从而提高灯具生产效率；
46.在灯具测试的一个工作周期内，生产追踪模块与下位机相连接，用于对不合格信号进行监测；并根据不合格信号的出现情况对生产设备进行生产偏值分析，具体分析步骤为：
47.在预设时间内，统计不合格信号的出现次数为c1；
48.截取相邻两个信号出现时刻之间的时间段为缓冲时段，统计每个缓冲时段内对应生产设备的生产灯具数量为缓冲数量，得到缓冲数量信息组；
49.按照标准差公式计算得到缓冲数量信息组的标准差并标记为α；遍历缓冲数量信息组，将最大值fmax与最小值fmin的差值除以最小值fmin得到差异比cb，即cb＝(fmax-fmin)/fmin；利用公式cw＝α
×
b3+cb
×
b4计算得到稳态值cw，其中b3、b4均为系数因子；
50.按照平均值计算公式得到缓冲数量信息组的平均值g1，利用公式gt＝(g1
×
a1)/(cw2×
a2+γ)
0.5
计算得到缓冲极限值gt，其中a1、a2均为系数因子，γ为补偿因子，取值0.236598；
51.利用公式zt＝(c1
×
a3)/(gt
×
a4)计算得到对应生产设备的生产偏值zt，其中a3、a4均为系数因子；其中生产偏值zt越大，则表明对应生产设备生产不合格产品的趋势越明显，生产效率越低；
52.将生产偏值zt与预设偏值阈值相比较，若zt≥预设偏值阈值，则表明此时生产设备的生产状态不佳，生成检修信号；
53.生产追踪模块用于将检修信号上传至上位机，上位机接收到检修信号后控制报警模块发出警报，以提醒工作人员对对应生产设备进行检修和校准，避免次品产生，从而提高灯具生产效率。
54.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
55.本发明的工作原理：
56.一种用于应急疏散指示灯具的自动测试系统，在工作时，首先需要先获取参数a、b；具体操作是进入自校准模式，用安装在灯具测试模块上的工业相机采集两个以上不同亮度的标准光源图像，获取灰度值，解二元一次方程组得到系数a，b；在准备工作完成后，操作人员打开灯具测试模块内的抽屉，取一只待测应急疏散指示灯具放置在抽屉中限位槽里，接上总线，关闭抽屉，安装在抽屉上的门磁开关闭合，上位机检测到门磁闭合信号，即可开始测试；当进入灯具产品测试状态后，上位机控制图像采集模块实时采集黑暗环境下应急疏散指示灯具点亮时的图像并将采集的图像传输至图像分析模块进行图像处理；截取当前帧图像，利用图像匹配识别技术识别当前灯具状态及类型；根据灰度图像计算灯具表面亮度值；上位机用于将灯具表面亮度值v与标准范围相比较，对于不合格产品，上位机发送不合格信号至下位机并驱动下位机控制不合格灯具调整参数，然后重新采集图像获取灯具表面亮度值，直到灯具表面亮度合格，实现应急疏散指示灯具的自动化测试；提高灯具表面亮度检测校准效率，从而提高灯具生产效率；
57.测试完成后，上位机用于显示并语言播报测试结果，同时会将测试结果通过网络上传到数据库；同时操作人员可打开抽屉，取出已测灯具根据测试结果进行分类，并放置下一个待测灯具继续测试；在灯具测试的一个工作周期内，生产追踪模块用于对不合格信号进行监测；并根据不合格信号的出现情况对生产设备进行生产偏值分析，结合不合格信号的出现次数c1以及缓冲极限值gt计算得到对应生产设备的生产偏值zt，若zt≥预设偏值阈值，则表明此时生产设备的生产状态不佳，生成检修信号；上位机接收到检修信号后控制报警模块发出警报，以提醒工作人员对对应生产设备进行检修和校准，避免次品产生，从而提高灯具生产效率。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
59.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作
很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。