CN111721505A - 基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测方法及装置，包括：将待测键盘背光模组放置在箱体的顶挡板的中间部开窗的玻璃面板上；控制器驱动待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄；控制器通过判断拍摄的图片数据获得待测键盘背光模组所有LED灯珠的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的各预设颜色的光线依次进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上所有LED灯珠发出的所有预设颜色的光线是否都等于预设总数，来判定待测键盘背光模组是否合格。本发明解决了当前人工目检在键盘背光模组的检测过程中，存在效率低、对工人眼睛伤害大和可靠性差的问题。

Description

基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测方法及装置

技术领域

本发明涉及机械视觉识别领域，具体涉及一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测方法及装置。

背景技术

电脑键盘背光模组是电脑的关键零组件之一，随着电脑键盘背光模组的发展，电脑键盘背光模组上集成的LED灯的数量越来越多，发光颜色也从单色发展到多色。但目前对键盘背光模组的检测手段还停留在人工目检的阶段，通过使用电源点亮电脑键盘背光模组后，采用人工肉眼观察的方式检测电脑键盘背光模组的质量；使用肉眼检测，不仅容易造成眼疲劳，而且背光对工人眼睛损害大。此外，通过肉眼观察的方式进行检测，检测速度慢，效率低；工人视觉疲劳时，容易造成漏检导致检测可靠性差等问题。

因此，本发明的问题是如何提供一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测的技术方案，以解决当前人工目检在键盘背光模组的检测过程中，存在效率低、对工人眼睛伤害大和可靠性差的问题。

发明内容

本发明提供了一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测方法及装置，以解决当前人工目检在键盘背光模组的检测过程中，存在效率低、对工人眼睛伤害大和可靠性差的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测方法，包括：将检测装置设置为具有六面的一箱体，在箱体的顶挡板的中间部设置有基本为矩形的开窗，玻璃面板安装在顶挡板的开窗中，将待测键盘背光模组放置在开窗的玻璃面板上，其中所述开窗的形状适应于键盘背光模组的形状，该开窗的形状使键盘背光模组恰好放置在玻璃面板上，使键盘背光模组的各边缘与开窗的边缘相吻合；箱体的底板上面设置有控制器、照明模组和摄像头模组；

控制器控制照明模组开启后，使照明模组的发光亮度满足待测键盘背光模组进行机械视觉检测的要求；

控制器驱动待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄，并将拍摄的图片数据传输到控制器；

控制器通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标，然后根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他所有LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他所有LED灯珠的坐标；

控制器确定待测键盘背光模组所有LED灯珠在采样图片中的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的各预设颜色的光线依次进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上所有LED灯珠发出的所有预设颜色的光线是否都等于预设总数，来判定待测键盘背光模组是否合格，完成待测键盘背光模组的检测。

本发明还提供了一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测装置，包括：

所述检测装置设置为具有六面的一箱体，箱体的顶挡板的中间部设置有基本为矩形的开窗，玻璃面板安装在顶挡板的开窗中，待测键盘背光模组放置在开窗的玻璃面板上，其中所述开窗的形状适应于键盘背光模组的形状，该开窗的形状使键盘背光模组恰好放置在玻璃面板上，使键盘背光模组的各边缘与开窗的边缘相吻合；箱体的底板上面设置有控制器、照明模组和摄像头模组，其中，

所述照明模组，用于照明，照明模组的发光亮度满足待测键盘背光模组进行机械视觉检测的要求；

所述摄像头模组，用于对待测键盘背光模组进行拍摄，并将拍摄的图片数据传输到控制器；

所述控制器，用于控制所述照明模组开启后，驱动待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线，并对收到的所述摄像头模组拍摄的图片数据进行分析处理，其中通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标，然后根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他所有LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他所有LED灯珠的坐标；确定待测键盘背光模组所有LED灯珠在采样图片中的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的各预设颜色的光线依次进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上所有LED灯珠发出的所有预设颜色的光线是否都等于预设总数，来判定待测键盘背光模组是否合格，完成待测键盘背光模组的检测。

通过上述方案，应用本发明，通过照明模组为箱体内提供检测所需要的光源，摄像头模组可以对对玻璃面板上键盘背光模组拍摄高清图片(每次测试开始时，需要对照明模组亮度进行一次校准。校准方式为：照明模组开启，发出稳定白光，白光照射到顶挡板底部，摄像头模组对顶挡板底部进行一次图像采集，通过分析顶挡板底部的图像数据和预设图像数据进行对比，根据对比结果对照明模组发光亮度进行校准)，并将拍摄的高清图片数据传送给控制器；本申请采用极坐标识别，不需要处理拍摄的待测键盘背光模组的全图数据(只需要分析出采样图像中一颗LED灯在采样图像中的实际坐标和预设的LED灯之间坐标关系数据，再计算出其他LED灯的实际坐标，分析图像中的LED灯实际坐标的位置是否都出现光源，来判定待测键盘背光模组是否合格)，数据处理量相对较小，可以更快得出分析结果，提高了检测效率；同时不需要使用传统的人工目检的方式，可以有效减少人员现场调试工作量，解决了人工目检存在效率低、对工人眼睛伤害大和可靠性差的问题，同时提高了生产***的工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测装置的结构示意图；

图2为本发明的一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测装置的剖面图；

图3为本发明的一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测方法的流程图；

图4为本发明实例中键盘背光模组预设坐标位置和实际坐标位置关系示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请的基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测的技术方案，需要在装置的放置待测键盘背光模组的开窗部分设置定位柱或定位边框(以确定待测键盘背光模组的识别基准点)，本申请的方案不需要处理拍摄的待测键盘背光模组的全图数据(只需要分析出采样图像中一颗LED灯珠在采样图像中的实际坐标和预设的LED灯珠之间坐标关系数据，再计算出其他LED灯珠的实际坐标，分析图像中的LED灯珠实际坐标的位置是否都出现光源，来判定待测键盘背光模组是否合格)，数据处理量相对较小，可以更快得出分析结果，提高了检测效率。

在实际测试中，首先控制器通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标，然后根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他144颗LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他144颗LED灯珠的实际坐标；控制器确定待测键盘背光模组所有LED灯珠在采样图片中的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的红色光、绿色光和蓝色光进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上LED灯珠发出的红色、绿色和蓝色光源是否都等于145，来判定待测键盘背光模组是否合格，完成待测键盘背光模组的检测。

如图1和图2所示，本发明的一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测装置，检测装置设置为具有六面的箱体T，六面体的每一面设置为矩形，其中，箱体T的顶挡板2上设置有显示屏1(显示屏1设置在箱体T的外部，方便操作人员观察检测结果)，其中顶挡板2的中间部设置有基本为矩形的开窗，玻璃面板5安装在顶挡板2的开窗中，该开窗的形状适应于键盘背光模组12的形状，该开窗的形状可以使键盘背光模组12恰好放置在玻璃面板5上，使键盘背光模组12的各边缘与开窗的边缘相吻合；箱体T的底板11上面设置有摄像头模组14、LED灯模组13和控制器10；其中，LED灯模组13、摄像头模组14、显示屏1、键盘背光模组12和控制器10为电连接的形式。

照明模组13可以为箱体T内提供检测所需要的光源，摄像头模组14可以对玻璃面板5上需要检测的键盘背光模组12拍摄高清图片，并将拍摄的高清图片数据传送给控制器10；控制器10将获得的需要检测的键盘背光模组的实际图片数据进行分析并判定需要检测的键盘背光模组是否存在缺陷。

如图3所示，本申请的基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测方法，包括以下步骤：

步骤31、将检测装置设置为具有六面的一箱体，在箱体的顶挡板的中间部设置有基本为矩形的开窗，玻璃面板安装在顶挡板的开窗中，将待测键盘背光模组放置在开窗的玻璃面板上，其中所述开窗的形状适应于键盘背光模组的形状，该开窗的形状使键盘背光模组恰好放置在玻璃面板上，使键盘背光模组的各边缘与开窗的边缘相吻合；箱体的底板上面设置有控制器、照明模组和摄像头模组；

步骤32、控制器控制照明模组开启后，使照明模组的发光亮度满足待测键盘背光模组进行机械视觉检测的要求；

其中，控制器控制照明模组开启后，所述控制器控制照明模组开启后，照明模组发出稳定白光，白光照射到顶挡板底部后，所述摄像头模组对箱体的顶挡板底部进行一次图像采集并将拍摄的图片数据传输给控制器；控制器通过分析接收的箱体的顶挡板底部的图像数据和预设的箱体的顶挡板底部图像数据进行对比，根据对比的结果对照明模组发光亮度进行校准，使照明模组发光亮度满足待测键盘背光模组进行机械视觉检测的要求。

具体地，照明模组的照度值范围为0.01lux至64k lux，照度值通过发送32bit的数据采用IIC协议传送到控制器。照明模组内部采用高频PWM控制恒流驱动电路，控制器通过调整发送的PWM信号，对照明模组的LED灯亮度进行控制。在控制器中预设了正常状态下的照度值范围在500lux至550lux，在每次启动测试前进行一次照度采集(即所述摄像头模组对箱体的顶挡板底部进行一次图像采集并将拍摄的图片数据传输给控制器；控制器通过分析接收的箱体的顶挡板底部的图像数据和预设的箱体的顶挡板底部图像数据进行对比)，当照度值偏离了正常范围，控制器将通过PI算法调节向照明模组发送的PWM信号占空比来修正照度，使得照度值回到正常的范围。

下式为照度测量值和控制器发向照明模组的PWM信号占空比的关系：

其中，e(k)为当前时刻照度测量值和预设值范围之间的偏差，K_p和K_I分别为比例系数和积分系数，取0.05和0.036；t为累计误差次数，t可以取10，u(k)为最后控制器向照明模组发送PWM信号占空比值。

其中，(机械视觉检测在进行图像采集过程中，对环境光的要求比较高，照射在键盘背光模组上的灯光较暗时，采集到的图像将会有大量的噪点。照射在键盘背光模组上的灯光不稳定时，图像采集获取到图片数据R、G、B值差别会很大，所以照明模组的主要功能是提供稳定的光源，每次测试前，对照明模组1发光的亮度进行校准，而且采取了先开启照明模组，后进行摄像头模组拍照的动作时序，也能够有效避免出现灰黑图的问题)同时照明模组对箱体T的内部进行照射，可以在放置在箱体T的顶挡板开窗的玻璃面板上的键盘背光模组的部分形成漫反射，摄像头模组从而可以实现对键盘背光模组的微小特征进行拍摄，提高了拍摄照片的清晰度，提高检测效率。

步骤33、控制器驱动待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄，并将拍摄的图片数据传输到控制器；

其中，由于待测键盘背光模组中LED灯珠密度较高，在摄像头模组对键盘背光模组上发光的LED灯珠进行图像采样获得的图像中，相邻较近的两个亮点会连在一起，影响识别判断，所以在实际操作过程中，需要对键盘背光模组上的LED灯珠进行分组发光，A组和B组(即A组中相邻2颗LED灯珠的中间为B组的1颗LED灯珠，同理可推，B组中相邻2颗LED灯珠的中间为A组的1颗LED灯珠，这样可以防止图像采样中，相邻较近的两个亮点会连在一起，影响最终的识别率)。测试过程中，先对A组进行测试，B组全部关闭；完成A组测试后，再对B组进行测试，A组全部关闭。

具体地，步骤33包括：

将待测键盘背光模组上LED灯珠进行分组，其中分组策略为：将LED灯珠分为A组和B组，其中相邻的两颗LED灯珠分为不同的组，即A组中相邻2颗LED灯珠的中间为B组的1颗LED灯珠，同理可推，B组中相邻2颗LED灯珠的中间为A组的1颗LED灯珠；

所述控制器先驱动待测键盘背光模组上A组LED灯珠发出预设颜色的光线，同时关闭B组LED灯珠后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄；其中，所述待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线可以包括：红色、绿色和蓝色的光线；

所述控制器后驱动待测键盘背光模组上B组LED灯珠发出预设颜色的光线，同时关闭A组LED灯珠后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄；其中，所述待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线可以包括：红色、绿色和蓝色的光线。

在实际测试中，待测键盘背光模组上设置有145颗RGB-LED灯珠，需要对所有LED灯珠的红色、绿色和蓝色发光进行检测，判断是否正常。

还包括：所述控制器对得到的拍摄后的图片进行图形预处理，得到二值化图像，采用线性灰度函数对源图像进行灰度处理，然后对灰度图像进行锐化，并且计算出图像的阀值，然后对图像进行增强、滤波和除杂，最后将源图像转化得到二值化图像后，获得二值化图像中像素点数据，再进行遍历图像的灰度值数据的过程。通过上述流程可以有效滤掉背景杂光对采集到的图像质量的干扰，更准确的得到真实图像，提高了最终的识别精度。

步骤34、控制器通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标，然后根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他所有LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他所有LED灯珠的坐标；

如图4所示(图4为键盘背光模组预设坐标位置和实际坐标位置关系示意图，其中，空心点为预设LED灯珠坐标位置，实心点为待测键盘背光模组的拍摄图片中LED实际灯珠坐标位置)。

所述控制器通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标的步骤，包括：

所述控制器获取A组LED灯珠在拍摄的图片数据中的坐标值，其中，控制器驱动待测键盘背光模组上A组LED灯珠中红灯、绿灯和蓝灯全部点亮后，摄像头模组对键盘背光模组进行图像采集一次，获得320×240个像素点数据，其中采集到的像素点数据分别包含了红色R(i,j)、绿色G(i,j)和蓝色B(i,j)的亮度值，对获取到的图片数据采用加权平均法进行灰度化处理，具体公式如下：

Gray(i,j)＝0.299×R(i,j)+0.578×G(i,j)+0.114×B(i,j)；

所述控制器遍历所有像素点的图像灰度值数据，将像素点灰度值Gray(i,j)和该像素点四周的48个像素点灰度值进行比较，判断若该像素点灰度值为49个像素点中灰度值的最大值且大于100，则该点为7×7像素点范围内的一个灰度峰值点，标记该点为键盘背光模组左上角第一颗LED灯珠，其坐标为左上角第一颗LED灯珠的坐标值D₁(x₁,y₁)，设定为极坐标系中的原点。

所述控制器根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他所有LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他所有LED灯珠的坐标的步骤，包括：

所述控制器以左上角第一颗LED灯珠D₁(x₁,y₁)为圆心，R_D为半径，扫描在该圆弧上的灰度数据，其中若图像采集的样本为合格品，该弧线会经过三个LED灯珠发光点，在灰度数据上，将出现三个峰值，取出现第一个波峰的点为定位点，极坐标为D_d(R_D,θ_D)，其中θ_D为待测键盘背光模组绕极坐标系原点D₁的旋转角度；

所述控制器根据预设键盘背光模组上第一颗LED灯珠和其他LED灯珠坐标的在极坐标系中的关系，即：左上角第二颗LED灯珠坐标为D_P2(0+d₁,0+θ₁)、第三颗LED灯珠坐标为D_P3(0+d₂,0+θ₂)…第N颗LED灯珠坐标为D_PN(0+d_n,0+θ_n))和待测键盘背光模组绕原点的旋转角度θ_D，计算出实际键盘背光模组上所有LED灯珠的极坐标值，即左上角第一颗LED灯珠坐标为D₁(0,0+θ₁+θ_D)、左上角第二颗LED灯珠坐标为D₂(0+d₁,0+θ₁+θ_D)、第三颗LED灯珠坐标为D₃(0+d₂,0+θ₂+θ_D)…第N颗LED灯珠坐标为D_N(0+d_n,0+θ_n+θ_D))；

所述控制器将计数得到的所有LED灯珠的极坐标系坐标转换成直角坐标系坐标，即：第一颗LED灯珠坐标为D₁(x₁,y₁)，第二颗LED灯珠坐标为D₂(x₁+d₁ cos(θ₁+θ_D),y₁+d₁ sin(θ₁+θ_D)),第三颗LED灯珠坐标为D₃(x₁+d₂ cos(θ₂+θ_D),y₁+d₂ sin(θ₂+θ_D))…第N颗LED灯珠坐标为D_N(x₁+d_n cos(θ_n+θ_D),y₁+d_n sin(θ_n+θ_D)))。

步骤35、控制器确定待测键盘背光模组所有LED灯珠在采样图片中的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的各预设颜色的光线依次进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上所有LED灯珠发出的所有预设颜色的光线是否都等于预设总数，来判定待测键盘背光模组是否合格，完成待测键盘背光模组的检测。

具体地，步骤35包括：

所述控制器在获得键盘背光模组上LED灯珠坐标后，计算不同颜色光源数量，其中控制器驱动待测键盘背光模组上A组全部LED灯珠中红灯全部点亮，并关闭绿灯和蓝灯后，摄像头模组对键盘背光模组进行图像采集一次，获取图片数据并发送给控制器，判断LED灯珠坐标位置像素点数据若满足R(i,j)>160，G(i,j)<80和B(i,j)<80，则将发光红灯数量R_Acount加1，完成A组发光红灯计数后得到A组发光红灯数量R_Acount；同理操作，按照上述方式完成A组发光绿灯计数后得到A组发光绿灯数量G_Acount和完成A组发光蓝灯计数后得到A组发光蓝灯数量B_Acount；

所述控制器在完成A组LED灯珠的发光红灯R_Bcount、发光绿灯G_Bcount和发光蓝灯B_Bcount计算后，同理可推，按照上述方式对B组LED灯珠的发光红灯R_Bcount、发光绿灯G_Bcount和发光蓝灯B_Bcount进行计数；

所述控制器对A组和B组LED灯珠的发光红灯(R_count＝R_Acount+R_Bcount)、发光绿灯(G_count＝G_Acount+G_Bcount)和发光蓝灯(B_count＝B_Acount+B_Bcount)数量进行单独求和，判断若满足R_count＝G_count＝B_count＝预设总数，则判定键盘背光模组上所有LED灯珠上的红色灯、绿色灯和蓝色灯全部正常，即产品合格，否则判定为不合格。

在实际操作中，在获得键盘背光模组上LED灯珠坐标后，计算不同颜色光源数量。控制器驱动待测键盘背光模组上A组全部LED灯珠中红灯全部点亮，绿灯和蓝灯全部关闭，摄像头模组进行一次图像采集，获取图片数据。判断LED灯珠坐标位置像素点数据是否满足R(i,j)>160，G(i,j)<80和B(i,j)<80，满足要求则发光红灯数量R_Acount加一。完成A组发光红灯计数后，对A组发光的绿灯数量进行计数。控制器驱动待测键盘背光模组上A组全部绿灯点亮，红灯和蓝灯关闭，摄像头模组进行一次图像采集，获取图片数据。判断标记的LED灯珠数据是否满足G(i,j)>160，R(i,j)<80和B(i,j)<80，满足要求则发光绿灯数量G_Acount加一。完成A组发光绿灯计数后，同理可推，按照上述方式进行A组发光蓝灯数量B_Acount进行计算。

在完成A组LED灯珠的发光红灯、发光绿灯和发光蓝灯计算后，同理可推，按照上述方式对B组LED灯珠的发光红灯R_Bcount、发光绿灯G_Bcount和发光蓝灯B_Bcount进行计数。最后对A组和B组LED灯珠的发光红灯(R_count＝R_Acount+R_Bcount)、发光绿灯(G_count＝G_Acount+G_Bcount)和发光蓝灯(B_count＝B_Acount+B_Bcount)数量单独求和。判断是否满足R_count＝G_count＝B_count＝145，若满足，则键盘背光模组上所有RGB-LED灯珠上的红色灯、绿色灯和蓝色灯全部正常，产品合格，否则判断为不合格。

进一步地，还包括一设置在箱体T的顶挡板2上的键盘背光模组连接器6，键盘背光模组12是通过键盘背光模组连接器6固定放置在玻璃面板5，并通过键盘背光模组连接器6与控制器10进行连接；键盘背光模组连接器与键盘背光模组进行连接的设置，当对多个键盘背光模组进行测试时，只需要重新通过键盘背光模组连接器与待检测的键盘背光模组进行插接后，就可以对该键盘背光模组进行检测，这样非常便于操作而且结构简单，提高了可靠性。

进一步地，还包括一设置在箱体T的底板11上面的电源模组10，电源模组10可以为整个检测装置提供电力，电源模组10安装在底板上，由于上部空间比较大，方便人员安装调试电源模组并便于电源模组进行散热，提高了检测装置的适应性和稳定性。

进一步地，所述设置在箱体T的底板11上摄像头模组14的位置是设置在对应于放置在玻璃面板5上的键盘背光模组12的下部，这样方便对焦准确，从而提高拍摄照片的清晰度，提高检测效率；同时LED灯模组13对箱体T的内部进行照射，可以在放置在玻璃面板5上的键盘背光模组12的部分形成漫反射，摄像头模组14从而可以实现对键盘背光模组12的微小特征进行拍摄，提高了拍摄照片的清晰度，提高检测效率。

进一步地，箱体T的顶挡板2上设置有测试按键3，测试按键3和控制器10进行连接，通过按压测试按键3(测试按键3是检测的控制开关)，开始对键盘背光模组12进行检测。

本发明的检测装置包括：显示屏1、顶挡板2、测试按键3、左侧挡板4、玻璃面板5、键盘背光模组连接器6、前挡板7、后挡板8、电源模组9、控制器10、底板11、键盘背光模组12、LED灯模组13、摄像头模组14和右侧挡板15组成；前挡板7、后挡板8、左侧挡板4和右侧挡板15分别安装固定在底板11的前边缘、后边沿、左边沿和右边沿上，顶挡板2安装在由前挡板7、后挡板8、左侧挡板4和右侧挡板15围成的框体上；前挡板7、后挡板8、左侧挡板4、右侧挡板15、顶挡板2和底板11组成箱体；显示屏1、测试按键3和键盘背光模组连接器6安装在顶挡板2上，顶挡板2中间有长方体开窗，玻璃面板5安装在顶挡板2的长方体开窗中；键盘背光模组12通过键盘背光模组连接器6固定，放置在玻璃面板5上；摄像头模组14、LED灯模组13、电源模组9和控制器10安装在底板11上；摄像头模组14安装在玻璃面板5的正下方；显示屏1、测试按键3、键盘背光模组连接器6、电源模组9、控制器10、键盘背光模组12、LED灯模组13、摄像头模组14电连接。

本申请的基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测装置的工作流程如下所示：测试员按下测试按键3时，控制器10控制LED灯模组13发出预先设置的稳定白光；摄像头模组14采集一次顶挡板2底部对LED灯模组13发出白光的反光数据，并反馈给控制器10；控制器10根据摄像头模组14采集数据对LED灯模组进行亮度校正；完成亮度校正后，控制器10通过键盘背光模组连接器6控制放置在玻璃面板5上的待测键盘背光模组12发出不同颜色的光，光线通过玻璃面板5进行到箱体内；摄像头模组14采集待测键盘背光模组12发出不同颜色的光，并将数据反馈给控制器；控制器通过分析数据判断键盘背光模组12是否达到合格标注。

本申请的一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测装置，包括：

所述检测装置设置为具有六面的一箱体，箱体的顶挡板的中间部设置有基本为矩形的开窗，玻璃面板安装在顶挡板的开窗中，待测键盘背光模组放置在开窗的玻璃面板上，其中所述开窗的形状适应于键盘背光模组的形状，该开窗的形状使键盘背光模组恰好放置在玻璃面板上，使键盘背光模组的各边缘与开窗的边缘相吻合；箱体的底板上面设置有控制器、照明模组和摄像头模组，其中，

所述照明模组，用于照明，照明模组的发光亮度满足待测键盘背光模组进行机械视觉检测的要求；

所述摄像头模组，用于对待测键盘背光模组进行拍摄，并将拍摄的图片数据传输到控制器；

所述控制器，用于控制所述照明模组开启后，驱动待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线，并对收到的所述摄像头模组拍摄的图片数据进行分析处理，其中通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标，然后根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他所有LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他所有LED灯珠的坐标；确定待测键盘背光模组所有LED灯珠在采样图片中的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的各预设颜色的光线依次进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上所有LED灯珠发出的所有预设颜色的光线是否都等于预设总数，来判定待测键盘背光模组是否合格，完成待测键盘背光模组的检测。

本申请中，各个优选方案仅仅重点描述的是与其它优选方案的不同，各个优选方案只要不冲突，都可以任意组合，组合后所形成的实施例也在本说明书所公开的范畴之内，考虑到文本简洁，本文就不再对组合所形成的实施例进行单独描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

本文中，各个优选方案仅仅重点描述的是与其它优选方案的不同，各个优选方案只要不冲突，都可以任意组合，组合后所形成的实施例也在本说明书所公开的范畴之内，考虑到文本简洁，本文就不再对组合所形成的实施例进行单独描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测方法，其特征在于，包括：

将检测装置设置为具有六面的一箱体，在箱体的顶挡板的中间部设置有基本为矩形的开窗，玻璃面板安装在顶挡板的开窗中，将待测键盘背光模组放置在开窗的玻璃面板上，其中所述开窗的形状适应于键盘背光模组的形状，该开窗的形状使键盘背光模组恰好放置在玻璃面板上，使键盘背光模组的各边缘与开窗的边缘相吻合；箱体的底板上面设置有控制器、照明模组和摄像头模组；

控制器控制照明模组开启后，使照明模组的发光亮度满足待测键盘背光模组进行机械视觉检测的要求；

控制器驱动待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄，并将拍摄的图片数据传输到控制器；

控制器通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标，然后根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他所有LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他所有LED灯珠的坐标；

控制器确定待测键盘背光模组所有LED灯珠在采样图片中的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的各预设颜色的光线依次进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上所有LED灯珠发出的所有预设颜色的光线是否都等于预设总数，来判定待测键盘背光模组是否合格，完成待测键盘背光模组的检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述控制器控制照明模组开启后，使照明模组的发光亮度满足键盘背光模组进行机械视觉检测的要求的步骤，包括：

所述控制器控制照明模组开启后，照明模组发出稳定白光，白光照射到顶挡板底部后，所述摄像头模组对箱体的顶挡板底部进行一次图像采集并将拍摄的图片数据传输给控制器；控制器通过分析接收的箱体的顶挡板底部的图像数据和预设的箱体的顶挡板底部图像数据进行对比，根据对比的结果对照明模组发光亮度进行校准，使照明模组的发光亮度满足键盘背光模组进行机械视觉检测的要求。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述控制器驱动待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄，并将拍摄的图片数据传输到控制器的步骤，包括：

将待测键盘背光模组上LED灯珠进行分组，其中分组策略为：将LED灯珠分为A组和B组，其中相邻的两颗LED灯珠分为不同的组，即A组中相邻2颗LED灯珠的中间为B组的1颗LED灯珠，同理可推，B组中相邻2颗LED灯珠的中间为A组的1颗LED灯珠；

所述控制器先驱动待测键盘背光模组上A组LED灯珠发出预设颜色的光线，同时关闭B组LED灯珠后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄；其中，所述待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线包括：红色、绿色和蓝色的光线；

所述控制器后驱动待测键盘背光模组上B组LED灯珠发出预设颜色的光线，同时关闭A组LED灯珠后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄；其中，所述待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线包括：红色、绿色和蓝色的光线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述控制器通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标的步骤，包括：

所述控制器获取A组LED灯珠在拍摄的图片数据中的坐标值，其中，控制器驱动待测键盘背光模组上A组LED灯珠中红灯、绿灯和蓝灯全部点亮后，摄像头模组对键盘背光模组进行图像采集一次，获得320×240个像素点数据，其中采集到的像素点数据分别包含了红色R(i,j)、绿色G(i,j)和蓝色B(i,j)的亮度值，对获取到的图片数据采用加权平均法进行灰度化处理，具体公式如下：

Gray(i,j)＝0.299×R(i,j)+0.578×G(i,j)+0.114×B(i,j)；

所述控制器遍历所有像素点的图像灰度值数据，将像素点灰度值Gray(i,j)和该像素点四周的48个像素点灰度值进行比较，判断若该像素点灰度值为49个像素点中灰度值的最大值且大于100，则该点为7×7像素点范围内的一个灰度峰值点，标记该点为键盘背光模组左上角第一颗LED灯珠，其坐标为左上角第一颗LED灯珠的坐标值D₁(x₁,y₁)，设定为极坐标系中的原点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述控制器根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他所有LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他所有LED灯珠的坐标的步骤，包括：

所述控制器以左上角第一颗LED灯珠D₁(x₁,y₁)为圆心，R_D为半径，扫描在该圆弧上的灰度数据，其中若图像采集的样本为合格品，该弧线会经过三个LED灯珠发光点，在灰度数据上，将出现三个峰值，取出现第一个波峰的点为定位点，极坐标为D_d(R_D,θ_D)，其中θ_D为待测键盘背光模组绕极坐标系原点D₁的旋转角度；

所述控制器根据预设键盘背光模组上第一颗LED灯珠和其他LED灯珠坐标的在极坐标系中的关系，即：左上角第二颗LED灯珠坐标为D_P2(0+d₁,0+θ₁)、第三颗LED灯珠坐标为D_P3(0+d₂,0+θ₂)…第N颗LED灯珠坐标为D_PN(0+d_n,0+θ_n))和待测键盘背光模组绕原点的旋转角度θ_D，计算出实际键盘背光模组上所有LED灯珠的极坐标值，即左上角第一颗LED灯珠坐标为D₁(0,0+θ₁+θ_D)、左上角第二颗LED灯珠坐标为D₂(0+d₁,0+θ₁+θ_D)、第三颗LED灯珠坐标为D₃(0+d₂,0+θ₂+θ_D)…第N颗LED灯珠坐标为D_N(0+d_n,0+θ_n+θ_D))；

所述控制器将计数得到的所有LED灯珠的极坐标系坐标转换成直角坐标系坐标，即：第一颗LED灯珠坐标为D₁(x₁,y₁)，第二颗LED灯珠坐标为D₂(x₁+d₁ cos(θ₁+θ_D),y₁+d₁ sin(θ₁+θ_D)),第三颗LED灯珠坐标为D₃(x₁+d₂ cos(θ₂+θ_D),y₁+d₂ sin(θ₂+θ_D))…第N颗LED灯珠坐标为D_N(x₁+d_n cos(θ_n+θ_D),y₁+d_n sin(θ_n+θ_D)))。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

还包括：所述控制器对得到的拍摄后的图片进行图形预处理，得到二值化图像，采用线性灰度函数对源图像进行灰度处理，然后对灰度图像进行锐化，并且计算出图像的阀值，然后对图像进行增强、滤波和除杂，最后将源图像转化得到二值化图像后，获得二值化图像中像素点数据，再进行遍历图像的灰度值数据的过程。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述控制器确定待测键盘背光模组所有LED灯珠在采样图片中的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的各预设颜色的光线依次进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上所有LED灯珠发出的所有预设颜色的光线是否都等于预设总数，来判定待测键盘背光模组是否合格的步骤，包括：

所述控制器在获得键盘背光模组上LED灯珠坐标后，计算不同颜色光源数量，其中控制器驱动待测键盘背光模组上A组全部LED灯珠中红灯全部点亮，并关闭绿灯和蓝灯后，摄像头模组对键盘背光模组进行图像采集一次，获取图片数据并发送给控制器，判断LED灯珠坐标位置像素点数据若满足R(i,j)>160，G(i,j)<80和B(i,j)<80，则将发光红灯数量R_Acount加1，完成A组发光红灯计数后得到A组发光红灯数量R_Acount；同理操作，按照上述方式完成A组发光绿灯计数后得到A组发光绿灯数量G_Acount和完成A组发光蓝灯计数后得到A组发光蓝灯数量B_Acount；

所述控制器在完成A组LED灯珠的发光红灯R_Bcount、发光绿灯G_Bcount和发光蓝灯B_Bcount计算后，同理可推，按照上述方式对B组LED灯珠的发光红灯R_Bcount、发光绿灯G_Bcount和发光蓝灯B_Bcount进行计数；

所述控制器对A组和B组LED灯珠的发光红灯(R_count＝R_Acount+R_Bcount)、发光绿灯(G_count＝G_Acount+G_Bcount)和发光蓝灯(B_count＝B_Acount+B_Bcount)数量进行单独求和，判断若满足R_count＝G_count＝B_count＝预设总数，则判定键盘背光模组上所有LED灯珠上的红色灯、绿色灯和蓝色灯全部正常，即产品合格，否则判定为不合格。

8.一种基于极坐标的键盘背光模组的自动校准检测装置，其特征在于，包括：

所述检测装置设置为具有六面的一箱体，箱体的顶挡板的中间部设置有基本为矩形的开窗，玻璃面板安装在顶挡板的开窗中，待测键盘背光模组放置在开窗的玻璃面板上，其中所述开窗的形状适应于键盘背光模组的形状，该开窗的形状使键盘背光模组恰好放置在玻璃面板上，使键盘背光模组的各边缘与开窗的边缘相吻合；箱体的底板上面设置有控制器、照明模组和摄像头模组，其中，

所述照明模组，用于照明，照明模组的发光亮度满足待测键盘背光模组进行机械视觉检测的要求；

所述摄像头模组，用于对待测键盘背光模组进行拍摄，并将拍摄的图片数据传输到控制器；

所述控制器，用于控制所述照明模组开启后，驱动待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线，并对收到的所述摄像头模组拍摄的图片数据进行分析处理，其中通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标，然后根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他所有LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他所有LED灯珠的坐标；确定待测键盘背光模组所有LED灯珠在采样图片中的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的各预设颜色的光线依次进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上所有LED灯珠发出的所有预设颜色的光线是否都等于预设总数，来判定待测键盘背光模组是否合格，完成待测键盘背光模组的检测。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述控制器控制照明模组开启，使照明模组的发光亮度满足待测键盘背光模组进行机械视觉检测的要求，具体是指：

所述控制器控制照明模组开启后，照明模组发出稳定白光，白光照射到顶挡板底部后，所述摄像头模组对箱体的顶挡板底部进行一次图像采集并将拍摄的图片数据传输给控制器；控制器通过分析接收的箱体的顶挡板底部的图像数据和预设的箱体的顶挡板底部图像数据进行对比，根据对比的结果对照明模组发光亮度进行校准，使照明模组的发光亮度满足键盘背光模组进行机械视觉检测的要求。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述控制器控制所述照明模组开启后，驱动待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线，并对收到的所述摄像头模组拍摄的图片数据进行分析处理，其中通过判断拍摄的图片数据中待测键盘背光模组的左上角第一颗LED灯珠的坐标，然后根据数据库中标准图片数据中预设键盘背光模组上其他所有LED灯珠的坐标和第一颗LED灯珠的坐标的关系，判断待测键盘背光模组绕第一颗LED灯珠的旋转角度，以获得拍摄的图片数据中待测键盘背光模组其他所有LED灯珠的坐标；确定待测键盘背光模组所有LED灯珠在采样图片中的坐标后，再分别对获取的拍摄的图片数据中待测键盘背光模组上LED灯珠发出的各预设颜色的光线依次进行扫描计数，通过判断待测键盘背光模组上所有LED灯珠发出的所有预设颜色的光线是否都等于预设总数，来判定待测键盘背光模组是否合格，具体是指：

将待测键盘背光模组上LED灯珠进行分组，其中分组策略为：将LED灯珠分为A组和B组，其中相邻的两个LED灯珠分为不同的组，即A组中相邻2颗LED灯珠的中间为B组的1颗LED灯珠，同理可推，B组中相邻2颗LED灯珠的中间为A组的1颗LED灯珠；

所述控制器先驱动待测键盘背光模组上A组LED灯珠发出预设颜色的光线，同时关闭B组LED灯珠后，摄像头模组对待测键盘背光模组进行拍摄；其中，所述待测键盘背光模组上LED灯珠发出预设颜色的光线包括：红色、绿色和蓝色的光线；

所述控制器获取A组LED灯珠在拍摄的图片数据中的坐标值，其中，控制器驱动待测键盘背光模组上A组LED灯珠中红灯、绿灯和蓝灯全部点亮后，摄像头模组对键盘背光模组进行图像采集一次，获得320×240个像素点数据，其中采集到的像素点数据分别包含了红色R(i,j)、绿色G(i,j)和蓝色B(i,j)的亮度值，对获取到的图片数据采用加权平均法进行灰度化处理，具体公式如下：

Gray(i,j)＝0.299×R(i,j)+0.578×G(i,j)+0.114×B(i,j)；

所述控制器遍历所有像素点的图像灰度值，将像素点灰度值Gray(i,j)和该像素点四周的48个像素点灰度值进行比较，判断若该像素点灰度值为49个像素点中灰度值的最大值且大于100，则该点为7×7像素点范围内的一个灰度峰值点，标记该点为键盘背光模组左上角第一颗LED灯珠，其坐标为左上角第一颗LED灯珠的坐标值D₁(x₁,y₁)，设定为极坐标系中的原点；

所述控制器以左上角第一颗LED灯珠D₁(x₁,y₁)为圆心，R_D为半径，扫描在该圆弧上的灰度数据，其中若图像采集的样本为合格品，该弧线会经过三个LED灯珠发光点，在灰度数据上，将出现三个峰值，取出现第一个波峰的点为定位点，极坐标为D_d(R_D,θ_D)，其中θ_D为待测键盘背光模组绕极坐标系原点D₁的旋转角度；

所述控制器根据预设键盘背光模组上第一颗LED灯珠和其他LED灯珠坐标的在极坐标系中的关系，即：左上角第二颗LED灯珠坐标为D_P2(0+d₁,0+θ₁)、第三颗LED灯珠坐标为D_P3(0+d₂,0+θ₂)…第N颗LED灯珠坐标为D_PN(0+d_n,0+θ_n))和待测键盘背光模组绕原点的旋转角度θ_D，计算出实际键盘背光模组上所有LED灯珠的极坐标值，即左上角第一颗LED灯珠坐标为D₁(0,0+θ₁+θ_D)、左上角第二颗LED灯珠坐标为D₂(0+d₁,0+θ₁+θ_D)、第三颗LED灯珠坐标为D₃(0+d₂,0+θ₂+θ_D)…第N颗LED灯珠坐标为D_N(0+d_n,0+θ_n+θ_D))；

所述控制器将计数得到的所有LED灯珠的极坐标系坐标转换成直角坐标系坐标，即：第一颗LED灯珠坐标为D₁(x₁,y₁)，第二颗LED灯珠坐标为D₂(x₁+d₁ cos(θ₁+θ_D),y₁+d₁ sin(θ₁+θ_D)),第三颗LED灯珠坐标为D₃(x₁+d₂ cos(θ₂+θ_D),y₁+d₂ sin(θ₂+θ_D))…第N颗LED灯珠坐标为D_N(x₁+d_n cos(θ_n+θ_D),y₁+d_n sin(θ_n+θ_D)))；

所述控制器在获得键盘背光模组上LED灯珠坐标后，计算不同颜色光源数量，其中控制器驱动待测键盘背光模组上A组全部LED灯珠中红灯全部点亮，并关闭绿灯和蓝灯后，摄像头模组对键盘背光模组进行图像采集一次，获取图片数据并发送给控制器，判断LED灯珠坐标位置像素点数据若满足R(i,j)>160，G(i,j)<80和B(i,j)<80，则将发光红灯数量R_Acount加1，完成A组发光红灯计数后得到A组发光红灯数量R_Acount；同理操作，按照上述方式完成A组发光绿灯计数后得到A组发光绿灯数量G_Acount和完成A组发光蓝灯计数后得到A组发光蓝灯数量B_Acount；

所述控制器在完成A组LED灯珠的发光红灯R_Bcount、发光绿灯G_Bcount和发光蓝灯B_Bcount计算后，同理可推，按照上述方式对B组LED灯珠的发光红灯R_Bcount、发光绿灯G_Bcount和发光蓝灯B_Bcount进行计数；

所述控制器对A组和B组LED灯珠的发光红灯(R_count＝R_Acount+R_Bcount)、发光绿灯(G_count＝G_Acount+G_Bcount)和发光蓝灯(B_count＝B_Acount+B_Bcount)数量进行单独求和，判断若满足R_count＝G_count＝B_count＝预设总数，则判定键盘背光模组上所有LED灯珠上的红色灯、绿色灯和蓝色灯全部正常，即产品合格，否则判定为不合格。

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