基于视觉处理的可燃气体报警器性能测试设备研制

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可燃气体报警器作为保障企业和家庭安全的一道重要保障,正逐渐走入人民的视野。可燃气体报警器可以感知周围环境的中的可燃气体浓度,当浓度达到爆炸上限或者爆炸下限时,报警器会进行报警,提示工作人员采取相应的安全措施。本文的研究对象是可燃气体报警器,通过研制一套自动化检测设备对其进行报警器自检状态的自动检测。目前企业中报警器的类型主要分为两种型号,本文的目的是设计一台自动检测设备,可以同时对两种型号报警器进行自动检测。首先本文根据两种报警器的外形特征,设计了报警器的固定装置。该固定装置兼容了两种型号的报警器的外形特征,将报警器表面保持在同一个水平面,方便对其表面的指示灯状态进行检测。同时,考虑到生产车间的空间利用问题,将自动检测设备的机械结构确定为圆盘回转式。当按下报警器的自检按钮时,报警器进行自检模式,本文针对两种型号的报警器分别设计了按压按钮装置,当检测开始时,按压装置会自动按下自检按钮。回转式的机械结构通过PLC控制电动分度盘进行驱动。对于报警器的指示灯状态,本文借助OpenMV机器视觉模块进行识别判断。首先将摄像头拍摄得到的转入灰度图模式下,通过基于NCC算法的模板匹配方法检测摄像头下有无报警器,然后在灰度图模式下,通过霍夫圆检测算法和四元检测算法检测得到检测的ROI区域。最后将图片转入Lab色彩空间下,设定各颜色通道的阈值,将目标颜色与图片中的其他颜色进行分割,通过检测ROI区域中的像素颜色判断指示灯的状态。然后将检测结果发送给PLC,PLC根据检测结果选择相应的操作,并将检测结果通过串口通信的方式发送给MCGS显示屏。最后,本文对设计的自动检测设备进行了运行测试。测设过程中,发现了硬件和软件中的相应缺陷,并提出了相应的改善措施。此外,还进行了人机检测效率对比实验,发现使用一个摄像头进行检测,效率提升不是很明显,本文通过分析检测过程,发现指示灯的检测大体可分为三个部分,三个部分相互独立,依次进行。于是本文决定使用三个摄像头进行指示灯的状态检测,检测效率相比单一摄像头提升了55%,相比人工检测,检测效率提升了200%。
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