[发明专利]一种键盘缺陷检测装置及方法

说明书

技术领域

       本发明涉及一种键盘字符缺陷的检测装置和方法。特别是一种针对键盘缺陷的装置和方法。

背景技术

在键盘生产制造中，需要对键帽进行组装及印刷，显示出我们熟悉的a-z字母、数字以及一些特殊符号，但是在组装、印刷中，很容易出现组装出错、印刷脏污等现象，我们都会对键盘进行检测，以保证产品的合格率。传统的检测方法就是我们最基本的人工检测，人工检测全凭实际工作经验，但是键帽数量之多、印刷之多样化，不但增加了工人的劳动强度，而且精度、效率也会随之减低。因而，如果键盘检测的过程应用视觉检测系统将会显现出巨大优势。

现在虽然视觉检测技术获得了长足发展，也出现了一些针对键盘的视觉检测系统，但是它们要么硬件部分简陋，检测受外界光源影响较大，或者检测过程没有考虑对键盘的固定，还有些检测软件不能够实现全自动检测，需要对键盘字符进行人工处理。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种能适用于不同大小键盘检测的键盘缺陷检测装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种键盘缺陷检测装置，包括摄像头、光源、键盘固定装置、底座、圆棒导轨、托盘、直线导轨、纵向滚珠丝杠、横向滚珠丝杠以及计算机。其特征在于：所述底座上左右边缘固定安装两个基座，而中间平行安装两个圆棒导轨；所述摄像头位于光源上方，两者固定在一个螺母上，该螺母旋配在横向滚珠丝杠上，构成左右移动副；纵向滚珠丝杠和直线导轨分别位于所述左右边缘的基座上，而横向滚珠丝杠的两端分别通过螺母与纵向滚珠丝杠旋配并与直线导轨相滑配组成纵向移动副；所述键盘固定装置安装在托盘上，托盘和圆棒导轨上的滑块相连实现前后移动的功能；所述摄像头的输出连接到计算机。

所述摄像头和光源通过纵向滚珠丝杠与横向滚珠丝杠的转动，可以左右和前后移动来调整取像位置。所述光源通过可调高度支座固定在横向滚珠丝杠旋配的螺母上，且光源强度可调。通过光源的强度、高度调节确保整个键盘区域光照均匀、光照强度合理。

更进一步，为了使采集的图像便于处理、并保证图像识别的精度，需要使用键盘固定装置固定键盘。键盘固定装置由托盘、在托盘上固定的前档板和左档板以及可移位固定的后档装置和右挡板组成。前挡板固定在托盘的前边缘上，左挡板固定在托盘的左边缘上，前挡板与左挡板呈直角尺形连成一体。在托盘上开有两条纵向的条形穿槽和两条横向的条形穿槽。后档装置和右挡板上有螺栓分别穿过所述纵向条形穿槽和横向条形穿槽，与托盘实现可移位固定连接。

一种键盘字符缺陷检测的方法，它采用上述键盘缺陷检测装置进行检测，检测的步骤如下：

1）图像预处理：预处理包括的过程有灰度化、二值化和图像增强，可以去掉无关的像素，凸显键盘字符和背景之间的差异，减少后续处理时间；

2）获取感兴趣区域：采用数学形态学来获取整个感兴趣区域。运算的步骤是膨胀运算、闭运算和膨胀运算，保证一个键帽上只能有一个字符区域，最后进行边缘提取来获取整个区域；

      3）倾斜校正：先计算每个区域的重心位置，然后采用最小二乘法对这些重心点进行回归分析，得到整个键盘图像的倾斜角度，再进行校正。这将提高此后进行的模式识别的精度；

4）偏移校正：偏移校正主要是判断不同字符之间的距离的变化范围是否在一定界限之内；如果不在，那么可判断字符位置错误；

5）特征提取与模式识别分析：分别提取每个字符区域的面积特征、周长特征、重心特征、字符结构特征、不变矩特征。根据提取的特征数据采用支持向量机模式识别分析方法，将待检测键盘上字符的特征数据输入整个判别系统来判断字符的好坏。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：本发明可以对不同大小的键盘进行处理，获取图像的过程保证了图像的光照质量，并使位置偏移和旋转保持在一定范围内。计算机软件适用范围广，软件检测过程迅速、准确。

附图说明

图1为整个检测系统的结构框图；

图2为键盘固定装置结构图；

图3为各模块之间的联系图；

图4为整个字符缺陷判别流程。

图中：1—摄像头；2—光源；3—键盘固定装置；4—底座；5—圆棒导轨；6—托盘；7—直线导轨；8—纵向滚珠丝杠；                                               —横向滚珠丝杠；9—计算机。3-1—前档板；3-2—左档板；3-3—后档装置；3-4—横向条形穿槽；3-—纵向条形穿槽；3-5—右挡板。