基于LabVIEW的车灯日行灯自动化测试

日行灯(Daytime RunNIng Light，DRL)是近年来兴起的一种信号灯具。一般安装在汽车前大灯中，其功效是为了使车辆在白天行驶时更容易被识别。据统计，开启日行灯可降低12.4%的车辆意外，以及降低26.45%的车祸死亡率。最初的生产线由人眼去识别日行灯的颜色异常和亮度异常，长时间的工作会对眼睛造成较大伤害，且也会造成良品率的下降。根据这一需求，设计一种自动测试系统。该系统由两个部分构成，一是拍摄一张标准日行灯图片作为模板，二是将需要测试的日行灯与之进行比较。前一部分主要完成窗口数量和位置的确定，以及窗口部分颜色特性的分析，并将这些参数保存下来。后一部分在实际测试中，在模板图片中模板窗口位置范围内寻找测试窗口、提取测试窗口颜色并与标准模板窗口颜色进行比较、显示测试结果和保存结果。本系统由工业数字彩色摄像机采集图像，图像分辨率为680×480，在保证了图像质量的同时也提高了系统的测试速度，系统能同时对多达15个测试窗口进行分析。整个测试流程耗费的时间不到6 s，且准确度和重复性好。

1 原理与组成

1.1 测试原理

LabVIEW是美国NI公司推出的一种基于图形化编程的软件开发工具，也是当今国际上唯一的编译型图形化编程语言，是一个标准的数据采集和仪器控制软件。本系统功能的实现主要基于NILabVIEW的机器视觉模块以及图像处理技术。系统通过摄像机采集车灯日行灯标准样灯图像作模板，以多窗口的方式将待测试的区域细分，对每一个窗口单独测量得出色度和明度数据，以RGB模型3个分量所占的比例来表示所提取窗口模板的颜色组成，即以R、G、B各分量所占的比重来表示颜色偏向。用HSL模型中的明度分量L表示亮度。以模板所得的亮度值以及R、G、B各分量比例在各自允许公差下组成合格模板。然后保存到配置文件，供实时检测使用。

1.2 系统框图设计

如图1所示系统主要由4部分组成：(1)图像采集，由摄像机对点亮的日行灯进行图像采集。这里要注意摄像头光圈和焦距的调节以及白平衡的校准。所采集的图像必须是处于亮度不饱和且颜色不失真的状态，以最接近日行灯真实状况。(2)模板制作，以标准日行灯样件的图像作模板确定窗口的数目和位置信息，并对每个窗口进行分析，提取出R、G、B、L的信息，并设置各个分量的可允许公差，组成测试模板。(3)图像实时处理，在对被测试产品所采集的图像上，根据测试模板上的窗口位置信息确定所有待测试窗口位置，并逐一分析窗口得出R、G、B、L分量数据，各分量数据与测试模板相匹配，判断合格与否。(4)结果，对结果进行显示和保存。

2LabVIEW的编程实现

系统功能的实现主要基于LahVIEW中的机器视觉模块，机器视觉模块可提供大量的有关于图像处理的函数使用，且可提供良好的人机交互界面，对于快速开发测量系统较为方便。

2.1 前面板设计

前面板给测试提供一个友好的界面，如图2所示，系统面板包括图像显示控件，灯控制模块、窗口选择模块、标准范围模块和摄像头设置模块。灯控制部分可控制灯的开关状态。窗口选择部分可定义窗口的颜色、激活状态、名称，通过截取窗口按钮可在图片中定义所选定窗口的大小，通过选择Active选择项可激活窗口以将该窗口添加到测试中去，否则该窗口将不被检测。标准范围模块用来制作模板，定义公差和测试数据显示。若测试合格则指示灯为绿色，结果中不显示数据。若测试不合格，则指示灯为红色，结果以红色字体显示不合格的数据指标。摄像头设置模块可以设置摄像头的参数，以保证拍到的图像效果最佳。最后还可对测试的结果导出Excel文件进行分析。

2.2 窗口模板的提取

模板的提取对整个测试结果有决定性作用。所有的测试判断均基于对标准日行灯样灯提取的模板数据来进行。日行灯一般呈条状光斑出现，由一根光导或多颗LED灯珠组成。为了对整个条状光斑进行测试，系统以多窗口的方式将整条光斑细分，每个窗口独立成一个模板。对每个窗口进行测试则可完成对整条光斑的测试。LabVIEW中IMAQ Wind GetROI.vi可在一幅图像中任意的划定范围作为感兴趣的区域，且返回所选区域的像素坐标。本系统以矩形来提取模板作为窗口模板。

如图3所示，程序的主要功能是选取感兴趣的区域后，双击鼠标左键，系统如果检测到鼠标有“Doubleclick event”(鼠标双击事件)发生，则退出模板采集界面，并记录下窗口的坐标信息ROI。在此，提取的窗口信息在制作模板时被保存为所采集窗口模板的信息，在后续的测试中还直接作为测试区域来对待测日行灯图像进行测试。

2.3 窗口模板分析

如图4所示，本程序模块的主要