一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置，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，所述控制器與待測儀表之間通過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)的鏡頭正對面設(shè)有待測儀表安裝位，所述CCD攝像機(jī)和待測儀表之間剛性連接，并且CCD攝像機(jī)的鏡頭對準(zhǔn)待測儀表的表頭，使得鏡頭與待測儀表的表頭之間的相對位置在非人為操作的情況下處于固定狀態(tài)。整個裝置的結(jié)構(gòu)簡單，成本低，識別精度高且性能穩(wěn)定可靠；將待測儀表固定安裝于待測儀表安裝位，開機(jī)后本裝置可自動對指針式汽車儀表的指針指示值進(jìn)行數(shù)字化識別測試，操作簡便快捷。
【專利說明】
一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種汽車儀表的自動化測試裝置，具體地說，是涉及一種能夠自動識別汽車儀表指針指示值的自動識別裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]常用的汽車儀表類型為指針式儀表，一般由車速表、轉(zhuǎn)速表、水溫表和燃油表四個表盤組成。近年來汽車中的儀表功能有越來越多的趨勢，而客戶對儀表功能測試的要求也越來越高，人工測試的壓力也越來越大，加上人工測試的不確定性以及隨機(jī)性導(dǎo)致要徹底驗證一款儀表的功能，需要大量的人力以及時間來保證測試的準(zhǔn)確性。因此自動化測試顯得尤為重要，其中指針識別技術(shù)又是自動化測試的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前常用的汽車儀表指針識別技術(shù)有以下幾種:
[0004 ] (I)位圖比對技術(shù):將需要測試的幾個測試點(如車速表的OKm/h、I OKm/h、20Km/h、30Km/h、40Km/h……)保存為位圖格式存放在圖庫中，利用外部設(shè)備讓車速表指到對應(yīng)位置，利用傳感器采集到表頭的顯示位圖與圖庫中的標(biāo)準(zhǔn)位圖進(jìn)行比對，利用查詢比較法獲得車速的實際指示值。
[0005](2)指針角度計算技術(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，取指針上的一些點組成一條線段，計算出這段線段的角度，根據(jù)角度換算出指針指示的實際值。
[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，再在線段上的合適位置找到另一點采用兩點發(fā)確定指針的角度，將角度換算成對應(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大量耗費存儲空間，且查詢法耗費時間，不利于測試；(2)中方法對180°以內(nèi)的表盤沒有問題，但表盤指針超過180°就會存在不同指示值的角度重疊問題；(3)雖然解決了角度重疊的問題，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，需耗費大量時間去調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的在于提供一種能夠自動識別汽車儀表指針指示值的自動識別裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可避免使用精密的外部設(shè)備，成本低，識別靈敏度及精度高，性能穩(wěn)定可靠。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為，一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置，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，所述控制器與待測儀表之間通過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)的鏡頭正對面設(shè)有待測儀表安裝位，所述CCD攝像機(jī)和待測儀表之間剛性連接，并且CCD攝像機(jī)的鏡頭對準(zhǔn)待測儀表的表頭，使得鏡頭與待測儀表的表頭之間的相對位置在非人為操作的情況下處于固定狀態(tài)。
[0010]作為本實用新型的一種改進(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，通過觸摸顯示屏可設(shè)置整個裝置的測試參數(shù)，并且測試的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)等可通過觸摸顯示屏直觀地呈現(xiàn)在用戶面前。
[0011]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述控制器上設(shè)有用于識別待測儀表與圖像傳感器間相對位置是否發(fā)生移動的位置復(fù)位按鈕，當(dāng)手動按下位置復(fù)位按鈕時，控制器內(nèi)的移動標(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)的移動標(biāo)志位被設(shè)置為數(shù)值“O”。
[0012]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述控制器和CCD攝像機(jī)之間通過導(dǎo)線或藍(lán)牙或無線網(wǎng)絡(luò)相連。
[0013]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述控制器采用DSP芯片實現(xiàn)。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單可靠，使用方便，成本低，勞動強度低，將待測儀表固定安裝于待測儀表安裝位，開機(jī)后本裝置可自動對指針式汽車儀表的指針指示值進(jìn)行數(shù)字化識別測試，無需精密的外部設(shè)備，誤判率低且性能穩(wěn)定可靠;控制器通過檢測位置復(fù)位按鈕的狀態(tài)對CCD攝像機(jī)鏡頭與待測儀表表頭之間的相對位置進(jìn)行自動識別，識別精度高，操作簡單快捷。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2為采用本裝置進(jìn)行車速表指針指示值自動識別的測試流程圖。
【具體實施方式】
[0017]為了加深對本實用新型的理解和認(rèn)識，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述和介紹。
[0018]如圖1所示，一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置，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，所述控制器與待測儀表之間通過CAN總線通訊工具(如SPY3、CANoe等)連接，所述控制器和CXD攝像機(jī)之間通過導(dǎo)線相連。在CCD攝像機(jī)的鏡頭正對面設(shè)有待測儀表安裝位，所述CCD攝像機(jī)和待測儀表之間剛性連接，并且CCD攝像機(jī)的鏡頭對準(zhǔn)待測儀表的表頭，使得鏡頭與待測儀表的表頭之間的相對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)有用于識別待測儀表與圖像傳感器間相對位置是否發(fā)生移動的位置復(fù)位按鈕，當(dāng)手動按下位置復(fù)位按鈕時，控制器內(nèi)的移動標(biāo)志位被設(shè)置為數(shù)值“I”，當(dāng)位置復(fù)位按鈕自動彈起時，控制器內(nèi)的移動標(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，通過觸摸顯示屏可設(shè)置整個裝置的測試參數(shù)，并且測試的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)等可通過觸摸顯示屏直觀地呈現(xiàn)在用戶面前。
[0021]如圖2所示，采用上述的自動識別裝置對車速表進(jìn)行自動測試的測試操作步驟如下:
[0022](I)固定車速表:將車速表與CCD攝像機(jī)之間進(jìn)行剛性連接讓攝像機(jī)鏡頭對準(zhǔn)車速表的表頭，按下位置復(fù)位按鈕手動將控制器中的移動標(biāo)志位設(shè)置為數(shù)值“I”。
[0023](2)初始圖像獲取:將控制器與車速表采用CAN總線通訊工具進(jìn)行通信連接，上電開機(jī)通過觸摸顯示屏設(shè)置測試參數(shù)，控制器完成初始化后自動設(shè)置車速表的指針轉(zhuǎn)角為初始角度0(即表盤上的零標(biāo)度位置)，CCD圖像傳感器采集第一幀圖像并送入控制器;再次自動設(shè)置車速表的指針轉(zhuǎn)角為相對于初始角度的90°角，此處采用直角方式使計算出指針的旋轉(zhuǎn)中心位置的方程式更為簡單高效，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損BMP格式的彩色源圖像，對源圖像進(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，表盤及表盤上的標(biāo)度信息為黑色。
[0025](4)確定指針的旋轉(zhuǎn)中心:控制器設(shè)置兩個半徑均不超過指針長度的同心圓對第一幅黑白BMP圖像進(jìn)行切割使得圖像中的指針與兩個同心圓產(chǎn)生兩個交點，并得到第一條直線，再次使用同心圓對第二幅黑白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，利用直線方程計算出交點，即得指針的旋轉(zhuǎn)中心。
[0026](5)確定測試基準(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度作為半徑組成新的圓對第一幅黑白BMP圖像進(jìn)行切割，圖像中的指針與該圓產(chǎn)生一個交點，將該交點與已知圓心連接形成一條射線，以此射線作為測試的基準(zhǔn)線。
[0027](6)控制器進(jìn)入正式測試模式:控制器先向移動標(biāo)志位發(fā)送數(shù)值“O”，將位置復(fù)位按鈕彈起，然后自動設(shè)置車速表的指針為實際測試值，CCD圖像傳感器采集圖像，在對圖像經(jīng)過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)生的交點與已知圓心構(gòu)成測試射線。
[0028](7)將從基準(zhǔn)射線起始順時針旋轉(zhuǎn)到測試射線結(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)值對應(yīng)關(guān)系式Υ=Α*Θ(其中，Y為指針的實際指示值，A為比例系數(shù)，Θ為指針的偏轉(zhuǎn)角度)計算出當(dāng)前指針的實際指示值。例如，一般的車速表，其指針偏轉(zhuǎn)角度范圍一般為0-240°，對應(yīng)的速度值范圍為0-220km/h，A=220/240=lI/12，因此對于該車速表，其指針的偏轉(zhuǎn)角度與指示值的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系式具體為V=I 1/12*θ，式中V為車速，Θ為指針的偏轉(zhuǎn)角度。
[0029](8)控制器將測試數(shù)據(jù)送至觸摸顯示屏進(jìn)行實時輸出顯示。
[0030]當(dāng)人為調(diào)整CCD攝像機(jī)與車速表之間的相對位置后，位置復(fù)位按鈕被按下，控制器檢測到位置復(fù)位按鈕被按下時，將移動標(biāo)志位的數(shù)值設(shè)置為“I”，同時跳轉(zhuǎn)到步驟(2)重新開始往下執(zhí)行，如控制器檢測到位置復(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]需要說明的是上述實施例，并非用來限定本實用新型的保護(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用新型權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置，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，所述控制器與待測儀表之間通過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)的鏡頭正對面設(shè)有待測儀表安裝位，所述CCD攝像機(jī)和待測儀表之間剛性連接，并且CCD攝像機(jī)的鏡頭對準(zhǔn)待測儀表的表頭。2.如權(quán)利要求1所述的一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置，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所述的一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置，其特征在于，所述控制器上設(shè)有用于識別待測儀表與圖像傳感器間相對位置是否發(fā)生移動的位置復(fù)位按鈕。4.如權(quán)利要求2或3所述的一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置，其特征在于，所述控制器和CCD攝像機(jī)之間通過導(dǎo)線或藍(lán)牙或無線網(wǎng)絡(luò)相連。5.如權(quán)利要求4所述的一種汽車儀表指針指示值的自動識別裝置，其特征在于，所述控制器采用DSP芯片實現(xiàn)。
【文檔編號】G01D18/00GK205607423SQ201620289388
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】葉曉昶, 牛凱
【申請人】延鋒偉世通電子科技（南京）有限公司