一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置，該裝置至少包括控制器和CCD攝像機(jī)，所述CCD攝像機(jī)內(nèi)設(shè)置有CCD圖像傳感器，所述控制器與待測(cè)儀表之間通過(guò)CAN總線通訊工具連接，所述CCD圖像傳感器與控制器之間電連接，在CCD攝像機(jī)的鏡頭正對(duì)面設(shè)有待測(cè)儀表安裝位，所述CCD攝像機(jī)和待測(cè)儀表之間剛性連接，并且CCD攝像機(jī)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)待測(cè)儀表的表頭，使得鏡頭與待測(cè)儀表的表頭之間的相對(duì)位置在非人為操作的情況下處于固定狀態(tài)。整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，識(shí)別精度高且性能穩(wěn)定可靠；將待測(cè)儀表固定安裝于待測(cè)儀表安裝位，開(kāi)機(jī)后本裝置可自動(dòng)對(duì)指針式汽車(chē)儀表的指針指示值進(jìn)行數(shù)字化識(shí)別測(cè)試，操作簡(jiǎn)便快捷。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車(chē)儀表的自動(dòng)化測(cè)試裝置，具體地說(shuō)，是涉及一種能夠自動(dòng)識(shí)別汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]常用的汽車(chē)儀表類(lèi)型為指針式儀表，一般由車(chē)速表、轉(zhuǎn)速表、水溫表和燃油表四個(gè)表盤(pán)組成。近年來(lái)汽車(chē)中的儀表功能有越來(lái)越多的趨勢(shì)，而客戶對(duì)儀表功能測(cè)試的要求也越來(lái)越高，人工測(cè)試的壓力也越來(lái)越大，加上人工測(cè)試的不確定性以及隨機(jī)性導(dǎo)致要徹底驗(yàn)證一款儀表的功能，需要大量的人力以及時(shí)間來(lái)保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。因此自動(dòng)化測(cè)試顯得尤為重要，其中指針識(shí)別技術(shù)又是自動(dòng)化測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前常用的汽車(chē)儀表指針識(shí)別技術(shù)有以下幾種:
[0004 ] (I)位圖比對(duì)技術(shù):將需要測(cè)試的幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)(如車(chē)速表的OKm/h、I OKm/h、20Km/h、30Km/h、40Km/h……)保存為位圖格式存放在圖庫(kù)中，利用外部設(shè)備讓車(chē)速表指到對(duì)應(yīng)位置，利用傳感器采集到表頭的顯示位圖與圖庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)位圖進(jìn)行比對(duì)，利用查詢比較法獲得車(chē)速的實(shí)際指示值。
[0005](2)指針角度計(jì)算技術(shù):利用圖像采集傳感器采集表頭圖像，利用圖像處理技術(shù)將指針從圖像中提取出來(lái)，取指針上的一些點(diǎn)組成一條線段，計(jì)算出這段線段的角度，根據(jù)角度換算出指針指示的實(shí)際值。
[0006](3)在(2)的基礎(chǔ)上采用外部設(shè)備首先確定指針的圓心，作為線段的起始點(diǎn)，再在線段上的合適位置找到另一點(diǎn)采用兩點(diǎn)發(fā)確定指針的角度，將角度換算成對(duì)應(yīng)的指示值。
[0007]以上三種方式都存在一些弊端，(I)中的指針信息以位圖形式存儲(chǔ)大量耗費(fèi)存儲(chǔ)空間，且查詢法耗費(fèi)時(shí)間，不利于測(cè)試；(2)中方法對(duì)180°以內(nèi)的表盤(pán)沒(méi)有問(wèn)題，但表盤(pán)指針超過(guò)180°就會(huì)存在不同指示值的角度重疊問(wèn)題；(3)雖然解決了角度重疊的問(wèn)題，但找準(zhǔn)圓心需要精密的設(shè)備以及合適的角度，一旦出現(xiàn)傳感器角度和位置發(fā)生變化，需耗費(fèi)大量時(shí)間去調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠自動(dòng)識(shí)別汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可避免使用精密的外部設(shè)備，成本低，識(shí)別靈敏度及精度高，性能穩(wěn)定可靠。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為，一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置，該裝置至少包括控制器和CCD攝像機(jī)，所述CCD攝像機(jī)內(nèi)設(shè)置有CCD圖像傳感器，所述控制器與待測(cè)儀表之間通過(guò)CAN總線通訊工具連接，所述CCD圖像傳感器與控制器之間電連接，在CCD攝像機(jī)的鏡頭正對(duì)面設(shè)有待測(cè)儀表安裝位，所述CCD攝像機(jī)和待測(cè)儀表之間剛性連接，并且CCD攝像機(jī)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)待測(cè)儀表的表頭，使得鏡頭與待測(cè)儀表的表頭之間的相對(duì)位置在非人為操作的情況下處于固定狀態(tài)。
[0010]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述控制器上還連接有觸摸顯示屏，觸摸顯示屏作為人機(jī)接口使用，通過(guò)觸摸顯示屏可設(shè)置整個(gè)裝置的測(cè)試參數(shù)，并且測(cè)試的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)等可通過(guò)觸摸顯示屏直觀地呈現(xiàn)在用戶面前。
[0011]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述控制器上設(shè)有用于識(shí)別待測(cè)儀表與圖像傳感器間相對(duì)位置是否發(fā)生移動(dòng)的位置復(fù)位按鈕，當(dāng)手動(dòng)按下位置復(fù)位按鈕時(shí)，控制器內(nèi)的移動(dòng)標(biāo)志位被設(shè)置為數(shù)值“I”，當(dāng)控制器的控制指令執(zhí)行完找指針的旋轉(zhuǎn)中心(即新圓心)操作后將按鈕彈起，控制器內(nèi)的移動(dòng)標(biāo)志位被設(shè)置為數(shù)值“O”。
[0012]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述控制器和CCD攝像機(jī)之間通過(guò)導(dǎo)線或藍(lán)牙或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連。
[0013]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述控制器采用DSP芯片實(shí)現(xiàn)。
[0014]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，使用方便，成本低，勞動(dòng)強(qiáng)度低，將待測(cè)儀表固定安裝于待測(cè)儀表安裝位，開(kāi)機(jī)后本裝置可自動(dòng)對(duì)指針式汽車(chē)儀表的指針指示值進(jìn)行數(shù)字化識(shí)別測(cè)試，無(wú)需精密的外部設(shè)備，誤判率低且性能穩(wěn)定可靠;控制器通過(guò)檢測(cè)位置復(fù)位按鈕的狀態(tài)對(duì)CCD攝像機(jī)鏡頭與待測(cè)儀表表頭之間的相對(duì)位置進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，識(shí)別精度高，操作簡(jiǎn)單快捷。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2為采用本裝置進(jìn)行車(chē)速表指針指示值自動(dòng)識(shí)別的測(cè)試流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解和認(rèn)識(shí)，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述和介紹。
[0018]如圖1所示，一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置，包括控制器、CCD攝像機(jī)和觸摸顯示屏。所述控制器采用DSP芯片實(shí)現(xiàn)，所述CCD攝像機(jī)內(nèi)設(shè)置有CCD圖像傳感器，所述控制器與待測(cè)儀表之間通過(guò)CAN總線通訊工具(如SPY3、CANoe等)連接，所述控制器和CXD攝像機(jī)之間通過(guò)導(dǎo)線相連。在CCD攝像機(jī)的鏡頭正對(duì)面設(shè)有待測(cè)儀表安裝位，所述CCD攝像機(jī)和待測(cè)儀表之間剛性連接，并且CCD攝像機(jī)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)待測(cè)儀表的表頭，使得鏡頭與待測(cè)儀表的表頭之間的相對(duì)位置在非人為操作的情況下處于固定狀態(tài)。
[0019]所述控制器上設(shè)有用于識(shí)別待測(cè)儀表與圖像傳感器間相對(duì)位置是否發(fā)生移動(dòng)的位置復(fù)位按鈕，當(dāng)手動(dòng)按下位置復(fù)位按鈕時(shí)，控制器內(nèi)的移動(dòng)標(biāo)志位被設(shè)置為數(shù)值“I”，當(dāng)位置復(fù)位按鈕自動(dòng)彈起時(shí)，控制器內(nèi)的移動(dòng)標(biāo)志位被設(shè)置為數(shù)值“O”。
[0020]所述觸摸顯示屏作為人機(jī)接口使用，通過(guò)觸摸顯示屏可設(shè)置整個(gè)裝置的測(cè)試參數(shù)，并且測(cè)試的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)等可通過(guò)觸摸顯示屏直觀地呈現(xiàn)在用戶面前。
[0021]如圖2所示，采用上述的自動(dòng)識(shí)別裝置對(duì)車(chē)速表進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的測(cè)試操作步驟如下:
[0022](I)固定車(chē)速表:將車(chē)速表與CCD攝像機(jī)之間進(jìn)行剛性連接讓攝像機(jī)鏡頭對(duì)準(zhǔn)車(chē)速表的表頭，按下位置復(fù)位按鈕手動(dòng)將控制器中的移動(dòng)標(biāo)志位設(shè)置為數(shù)值“I”。
[0023](2)初始圖像獲取:將控制器與車(chē)速表采用CAN總線通訊工具進(jìn)行通信連接，上電開(kāi)機(jī)通過(guò)觸摸顯示屏設(shè)置測(cè)試參數(shù)，控制器完成初始化后自動(dòng)設(shè)置車(chē)速表的指針轉(zhuǎn)角為初始角度0(即表盤(pán)上的零標(biāo)度位置)，CCD圖像傳感器采集第一幀圖像并送入控制器;再次自動(dòng)設(shè)置車(chē)速表的指針轉(zhuǎn)角為相對(duì)于初始角度的90°角，此處采用直角方式使計(jì)算出指針的旋轉(zhuǎn)中心位置的方程式更為簡(jiǎn)單高效，CCD圖像傳感器采集第二幀圖像并送入控制器。
[0024](3)初始圖像預(yù)處理:控制器采集到的第一幀和第二幀圖像均為無(wú)損BMP格式的彩色源圖像，對(duì)源圖像進(jìn)行圖像灰度和二值化處理后轉(zhuǎn)換成只有黑色和白色的第一幅黑白BMP圖像和第二幅黑白BMP圖像，在黑白BMP圖像中，指針為白色，表盤(pán)及表盤(pán)上的標(biāo)度信息為黑色。
[0025](4)確定指針的旋轉(zhuǎn)中心:控制器設(shè)置兩個(gè)半徑均不超過(guò)指針長(zhǎng)度的同心圓對(duì)第一幅黑白BMP圖像進(jìn)行切割使得圖像中的指針與兩個(gè)同心圓產(chǎn)生兩個(gè)交點(diǎn)，并得到第一條直線，再次使用同心圓對(duì)第二幅黑白BMP圖像進(jìn)行切割并得到第二條直線，根據(jù)第一條和第二條直線可得出兩條直線方程，利用直線方程計(jì)算出交點(diǎn)，即得指針的旋轉(zhuǎn)中心。
[0026](5)確定測(cè)試基準(zhǔn)線:控制器將指針的旋轉(zhuǎn)中心作為已知圓心以及將指針的長(zhǎng)度作為半徑組成新的圓對(duì)第一幅黑白BMP圖像進(jìn)行切割，圖像中的指針與該圓產(chǎn)生一個(gè)交點(diǎn)，將該交點(diǎn)與已知圓心連接形成一條射線，以此射線作為測(cè)試的基準(zhǔn)線。
[0027](6)控制器進(jìn)入正式測(cè)試模式:控制器先向移動(dòng)標(biāo)志位發(fā)送數(shù)值“O”，將位置復(fù)位按鈕彈起，然后自動(dòng)設(shè)置車(chē)速表的指針為實(shí)際測(cè)試值，CCD圖像傳感器采集圖像，在對(duì)圖像經(jīng)過(guò)圖像灰度及二值化處理得到黑白BMP圖像，利用霍夫(Hough )變換在黑白BMP圖像中提取出指針線段，根據(jù)指針線段與上述圓產(chǎn)生的交點(diǎn)與已知圓心構(gòu)成測(cè)試射線。
[0028](7)將從基準(zhǔn)射線起始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到測(cè)試射線結(jié)束所形成的夾角記為指針的偏轉(zhuǎn)角度，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度與指針的指示值的數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系式Υ=Α*Θ(其中，Y為指針的實(shí)際指示值，A為比例系數(shù)，Θ為指針的偏轉(zhuǎn)角度)計(jì)算出當(dāng)前指針的實(shí)際指示值。例如，一般的車(chē)速表，其指針偏轉(zhuǎn)角度范圍一般為0-240°，對(duì)應(yīng)的速度值范圍為0-220km/h，A=220/240=lI/12，因此對(duì)于該車(chē)速表，其指針的偏轉(zhuǎn)角度與指示值的數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系式具體為V=I 1/12*θ，式中V為車(chē)速，Θ為指針的偏轉(zhuǎn)角度。
[0029](8)控制器將測(cè)試數(shù)據(jù)送至觸摸顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)輸出顯示。
[0030]當(dāng)人為調(diào)整CCD攝像機(jī)與車(chē)速表之間的相對(duì)位置后，位置復(fù)位按鈕被按下，控制器檢測(cè)到位置復(fù)位按鈕被按下時(shí)，將移動(dòng)標(biāo)志位的數(shù)值設(shè)置為“I”，同時(shí)跳轉(zhuǎn)到步驟(2)重新開(kāi)始往下執(zhí)行，如控制器檢測(cè)到位置復(fù)位按鈕未被按下，則跳轉(zhuǎn)到步驟(6)繼續(xù)往下執(zhí)行。
[0031]需要說(shuō)明的是上述實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替代均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于:該裝置至少包括控制器和CCD攝像機(jī)，所述CCD攝像機(jī)內(nèi)設(shè)置有CCD圖像傳感器，所述控制器與待測(cè)儀表之間通過(guò)CAN總線通訊工具連接，所述CCD圖像傳感器與控制器之間電連接，在CCD攝像機(jī)的鏡頭正對(duì)面設(shè)有待測(cè)儀表安裝位，所述CCD攝像機(jī)和待測(cè)儀表之間剛性連接，并且CCD攝像機(jī)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)待測(cè)儀表的表頭。2.如權(quán)利要求1所述的一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述控制器上還連接有觸摸顯示屏。3.如權(quán)利要求1所述的一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述控制器上設(shè)有用于識(shí)別待測(cè)儀表與圖像傳感器間相對(duì)位置是否發(fā)生移動(dòng)的位置復(fù)位按鈕。4.如權(quán)利要求2或3所述的一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述控制器和CCD攝像機(jī)之間通過(guò)導(dǎo)線或藍(lán)牙或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連。5.如權(quán)利要求4所述的一種汽車(chē)儀表指針指示值的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述控制器采用DSP芯片實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】G01D18/00GK205607423SQ201620289388
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】葉曉昶, 牛凱
【申請(qǐng)人】延鋒偉世通電子科技（南京）有限公司