專利名稱：一種儀表指針指示誤差測量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車儀表檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種運用計算機圖像處理和識別技術(shù)檢測汽車儀表指針指示誤差的方法及運用該方法的裝置。
背景技術(shù)：
汽車儀表對于駕駛員的行駛安全非常重要，一旦儀表損壞或者指針指示不準便會對駕駛員的駕駛判斷造成誤導(dǎo)，因此會造成駕駛員的危險駕駛、甚至?xí)绊戱{乘人員的人身安全。根據(jù)《汽車用車速表》(GB10582-2008)規(guī)定，汽車儀表的指示車速不能低于實際車速，其指示車速與實際車速之間應(yīng)符合下列關(guān)系式0 <指示車速-實際車速< O. I*實際車速+4km/h。因此，汽車儀表在出廠前，需對其指示速度值進行檢測，在儀表檢測方面主要依靠人工觀測、粗略估計的方法，通常這種方法主觀性強，而且不能夠保證檢測精度，易造成人為誤差和視覺誤差、效率低下等缺點；目前，市場上有些成套的誤差測量系統(tǒng)，其所 配置的儀器繁多，且價格昂貴，當(dāng)測試人員檢驗多臺儀表時，該配套的誤差測量系統(tǒng)只能同時控制測量一臺待測儀表，從而導(dǎo)致使用率降低，且檢測效率低下，不利于生產(chǎn)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種運用計算機圖像處理和識別技術(shù)檢測汽車儀表指針指示誤差的方法及運用該方法的裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種儀表指針指示誤差測量方法，儀表指針在正確調(diào)零的狀態(tài)下，接收通過計算機輸入的多個主要標準速度值信號，并執(zhí)行如下步驟在儀表指針被調(diào)節(jié)到機械零位的狀態(tài)下，通過計算機向儀表輸入多個主要標準速度值信號，并執(zhí)行如下步驟步驟S10，分別采集儀表在調(diào)零狀態(tài)下的、以及接收多個主要標準速度值信號時指針的指示位置的儀表實際圖像；步驟S20，將所述儀表實際圖像處理為灰度圖像；步驟S30，檢測所述灰度圖像中儀表的初始直線和當(dāng)前指針的偏轉(zhuǎn)直線；步驟S40，計算每幅灰度圖像中的偏轉(zhuǎn)直線相對于初始直線的偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)；步驟S50，根據(jù)所述偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)計算每幅灰度圖像中儀表指示的實際速度值；步驟S60，通過對比所述實際速度值與所述標準速度值，計算得出實際誤差值，并判斷實際誤差值是否處在儀表指針指示誤差值允許范圍內(nèi)，如果是，則輸出通過測試的信息，反之則輸出報警信息；步驟S70,生成測試報告。在優(yōu)選的實施例中，所述步驟SlO中采用可與計算機進行通訊連接的、且用于實時采集儀表指針指示圖像的高清攝像裝置，所述高清攝像裝置上配置有采用平行光路設(shè)計的物方遠心鏡頭；所述步驟SlO具體為利用物方遠心鏡頭采集儀表指針在調(diào)零狀態(tài)下的儀表實際圖像；接著分別采集指針指向多個主要標準速度值刻度時的儀表實際圖像；保證物方遠心鏡頭和被檢測儀表指針原點的相對位置不變，且使物方遠心鏡頭的攝像范圍完全覆蓋所述被檢測儀表。在優(yōu)選的實施例中，所述計算機內(nèi)安裝可用于對圖像進行識別與分析處理的AutoCAD工具軟件。在優(yōu)選的實施例中，所述步驟S30具體為將灰度圖像導(dǎo)入所述AutoCAD工具軟件中；在AutoCAD工具軟件中標示出儀表指針原點PO相對應(yīng)的坐標點、以及指針分別指向多個主要標準速度值刻度時指針終點Pl相對應(yīng)的坐標點，所述儀表指針原點PO只標示一次，其后均采用相同的指針原點作為偏轉(zhuǎn)指針的原點；標示出儀表調(diào)零狀態(tài)時指針指示位置所在的初始直線，該初始直線只需生成一次，其后均采用相同的初始直線以確定指針的偏轉(zhuǎn)區(qū)域；繼續(xù)分別標示出指針在儀表接收主要標準速度值信號時指針指示位置所在的偏轉(zhuǎn)直線。一種使用儀表指針指示誤差測量方法的儀表指針指示誤差測量裝置，它包括儀表定位組件、用于采集儀表指針指示圖像的高清攝像裝置、以及與儀表定位組件電連接的用于對指針指示圖像進行識別與分析處理的計算機，所述儀表定位組件包括用于穩(wěn)固放置所述待測儀表的、且大致呈長方體的底座；直立于所述底座上方并能夠使高清攝像裝置的鏡頭朝向底座的高清攝像裝置支架；設(shè)置于所述高清攝像裝置頂部的外圍處、且能夠使光源方向朝向底座的三角激光束裝置；以及設(shè)置于所述底座上表面且能夠使光源方向平行于 底座上表面的水平參考激光束裝置。在優(yōu)選的實施例中，所述高清攝像裝置上配置有采用平行光路設(shè)計的物方遠心鏡頭。在優(yōu)選的實施例中，所述高清攝像裝置支架包括一大致呈圓柱體且直立于所述底座上方的定位套筒、一端套設(shè)在所述定位套筒內(nèi)的且大致呈“Π ”狀的調(diào)節(jié)套筒、一端套設(shè)在所述調(diào)節(jié)套筒另一端的伸縮桿，所述高清攝像裝置設(shè)置于所述伸縮桿的另一端。在優(yōu)選的實施例中，所述底座的上表面形成有分別平行于所述底座上表面的長邊與寬邊的橫向?qū)к壊叟c縱向?qū)к壊?、且所述橫向?qū)к壊叟c縱向?qū)к壊劢徊嬗谒龅鬃媳砻娴闹行奶?，所述高清攝像裝置支架的定位套筒設(shè)置于所述縱向?qū)к壊鄣囊欢?。在?yōu)選的實施例中，所述橫向?qū)к壊蹆?nèi)設(shè)置有可分別向中心處滑動的水平固定夾，所述縱向?qū)к壊蹆?nèi)設(shè)置有可分別向中心處滑動的縱向固定夾，所述水平固定塊與所述縱向固定塊之間形成可供待檢儀表穩(wěn)固放置的定位區(qū)。在優(yōu)選的實施例中，所述高清攝像裝置支架的定位套筒與調(diào)節(jié)套筒上分別設(shè)置有可調(diào)節(jié)支架高度、高清攝像裝置橫向伸縮長度的緊固件，所述水平參考激光束裝置上設(shè)置有可調(diào)節(jié)激光束高度與照射角度的緊固件；所述緊固件可采用以下中的一種螺母與螺帽配合使用、螺母與螺栓配合使用。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明通過采用物方遠心鏡頭采集汽車儀表在被調(diào)節(jié)到機械零位的狀態(tài)及接收標準速度值信號時指針實際指示位置的儀表實際圖像，再通過計算機圖像處理軟件分析標示儀表指針的實際偏轉(zhuǎn)角度，然后再根據(jù)偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)計算實際速度值及實際誤差值，并對比判斷該實際誤差值是否處在儀表指針指示誤差值允許范圍內(nèi)。通過使用本發(fā)明，避免了人眼檢測帶來的人為誤差和視覺誤差；通過使用計算機圖像處理技術(shù)，大大增強了識別結(jié)果的可靠性；通過采用計算機圖像處理軟件分析測量，既可以降低采購貴價儀器的成本，且由于計算機的普遍運用，可大大提高檢測的效率。


圖I為一發(fā)明中所提供的關(guān)于儀表指針指示誤差測量方法的流程圖。圖2為一發(fā)明中所提供的儀表指針偏轉(zhuǎn)角度生成示意圖。圖3為一發(fā)明中所提供的關(guān)于儀表指針指示誤差測量裝置的立體架構(gòu)圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。一種儀表指針指示誤差測量方法，其通過檢驗多個主要標準速度值時的指針位置以判斷指針的指示誤差。測試前，將高清攝像裝置的物方遠心鏡頭與被檢測儀表相對設(shè)置，并保證在儀表檢測的過程中，物方遠心鏡頭和被檢測儀表指針原點的相對位置不變，且使物方遠心鏡頭的攝像范圍完全覆蓋被檢測儀表。
請參見圖1，首先，儀表指針需要做正確的調(diào)零以使指針指示在儀表的零刻度塊，并以此位置作為后續(xù)檢驗的初始位置，然后通過計算機對儀表輸入的多個主要標準速度值信號，并執(zhí)行如下步驟
步驟S10，通過物方遠心鏡頭分別采集儀表在調(diào)零狀態(tài)下的、以及接收多個主要標準速度值信號時指針的指示位置的儀表實際圖像；
步驟S20，計算機接收步驟SlO中的儀表實際圖像、并將其預(yù)處理為灰度圖像；
步驟S30，將步驟S20中儀表灰度圖像導(dǎo)入計算機圖像處理軟件中，并通過圖像處理軟件分析測量并標示直線LO和指針原點PO，由于在測試的過程中需保證物方遠心鏡頭和被檢測儀表指針原點的相對位置不變，所以該初始直線LO和指針原點PO只需生成一次，其后均采用相同的初始直線以確定指針的偏轉(zhuǎn)區(qū)域，指針原點PO繼續(xù)分別標示出指針在儀表接收主要標準速度值信號時指示位置所在的偏轉(zhuǎn)直線LI ；
步驟S40，在AutoCAD工具軟件中計算并生成偏轉(zhuǎn)直線LI相對于初始直線LO的實際偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)Θ ；
步驟S50，在本實施例中，可將步驟S40中的偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)Θ錄入計算機Excel表格中，通過宏定義自動計算公式將該偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)對應(yīng)的實際速度值計算出來；
步驟S60，通過對比步驟S60中的實際速度值與所述標準速度值，計算得出實際誤差值，并判斷實際誤差值是否處在儀表指針指示誤差值允許范圍內(nèi)，如果是，則輸出通過測試的信息，反之則輸出報警信息以提示測試人員需重新對儀表進行調(diào)試；
步驟S70，測試完成后，生成測試報告。為了將多個主要標準速度值信號時指針指示位置的儀表實際圖像集成在一個界面中，在步驟S20中，在計算機系統(tǒng)內(nèi)安裝可用于對圖像進行識別與分析處理的AutoCAD工具軟件，計算機接收步驟SlO中的儀表實際圖像，然后導(dǎo)入所述AutoCAD工具軟件中，通過預(yù)處理生成多幅儀表灰度圖像，并將該多幅以儀表的指針原點為基準進行疊加重合，從而使多個不同速度值信號下指針的指示位置顯示在同一個儀表中。優(yōu)選的，本方法中采用了可與計算機進行通訊連接的、且用于實時采集儀表指針指示圖像的高清攝像裝置，該高清攝像裝置上配置有一個采用平行光路設(shè)計的物方遠心鏡頭，只有平行于光軸的光線才能更好的入射被檢測儀表的微小細節(jié)處，從而使圖像不會出現(xiàn)陰影，而且由于其能夠使采集到的圖像亮度更加均勻、圖像的邊緣更加清晰，從而更好的消除了視覺誤差。
通過以上測量方法，可在計算機中建立指針指向主要速度刻度時偏轉(zhuǎn)角度值Θ的數(shù)據(jù)庫，利用Excel中的宏定義自動計算公式分別得到待測儀表指針指向的實際速度刻度，并得出誤差值，然后與誤差值允許范圍進行對比，在優(yōu)選的實施例中，誤差值的允許范圍為如下公式0 <指示車速-實際車速< O. I*實際車速+4km/h，因此，當(dāng)誤差值在此范圍內(nèi)時，則認為指針調(diào)試正確；若超出此范圍，則提示出錯信號，以告之檢驗人員需對儀表指針重新調(diào)試。在對待測儀表進行誤差測量時，需提前設(shè)置測量裝置，一種儀表指針指示誤差測量裝置，它包括用于對儀表80進行平穩(wěn)固定的儀表定位組件、用于采集儀表指針指示圖像的高清攝像裝置10、以及與儀表定位組件實現(xiàn)電連接的用于對指針指示圖像進行識別與分析處理的計算機20，在其他實施例中，還可以增加與儀表80連接的負載裝置(圖未視)。請參見圖3，優(yōu)選的，儀表定位組件包括用于穩(wěn)固放置所述待測儀表的、且大致呈長方體的底座30、直立于底座30上方并能夠使高清攝像裝置10的鏡頭朝向底座30的高清攝像裝置支架40、設(shè)置于所述高清攝像裝置10頂部的外圍處、且能夠使光源方向朝向 底座30的三角激光束裝置50、以及設(shè)置于底座30上表面且能夠使光源方向平行于底座30上表面的水平參考激光束裝置60。其中，儀表80被平穩(wěn)放置在底板30的上表面處，高清攝像裝置10的攝影范圍完全覆蓋儀表80，三角激光束裝置50的射光范圍完全覆蓋高清攝像裝置10及儀表80，水平參考激光束裝置60的射光范圍朝向儀表80。優(yōu)選的，高清攝像裝置10上配置有一個采用平行光路設(shè)計的物方遠心鏡頭，只有平行于光軸的光線才能更好的入射被檢測儀表的微小細節(jié)處，從而使圖像不會出現(xiàn)陰影，而且由于物方遠心鏡頭能夠使采集到的圖像亮度更加均勻、圖像的邊緣更加清晰，從而更好的消除了視覺誤差。高清攝像裝置支架40包括一大致呈圓柱體且直立于底座30上方的定位套筒41、一端套設(shè)在定位套筒內(nèi)的且大致呈“Π ”狀的調(diào)節(jié)套筒42、一端套設(shè)在調(diào)節(jié)套筒42另一端的伸縮桿43，伸縮桿43的另一端連接高清攝像裝置10和三角激光束裝置50。在底座30的上表面形成有分別平行于所述底座上表面的長邊與寬邊的橫向?qū)к壊?1與縱向?qū)к壊?2、且所述橫向?qū)к壊?1與縱向?qū)к壊?2垂直交叉于底座30上表面的中心處，其中，高清攝像裝置支架42的定位套筒立于縱向?qū)к壊?2的一端。進一步的，橫向?qū)к壊?1內(nèi)設(shè)置有兩個可分別向中心處滑動的水平固定夾33，縱向?qū)к壊?2內(nèi)設(shè)置有兩個可分別向中心處滑動的縱向固定夾34，水平固定塊33與縱向固定塊34之間形成可供待檢儀表80穩(wěn)固放置的且可改變范圍的定位區(qū)70。高清攝像裝置支架40的定位套筒41與調(diào)節(jié)套筒42上分別設(shè)置有可調(diào)節(jié)支架高度和高清攝像裝置橫向伸縮長度的緊固件90，水平參考激光束裝置60上設(shè)置有可調(diào)節(jié)激光束高度與照射角度的緊固件90，該緊固件90可采用以下中的一種螺母與螺帽配合使用、螺母與螺栓配合使用。在實際測量時，首先將儀表80放置在定位區(qū)70內(nèi)，再通過調(diào)節(jié)水平固定塊33與縱向固定塊34，以使儀表80被平穩(wěn)固定在底座30上方的中心處，然后通過調(diào)節(jié)高清攝像裝置支架40，使高清攝像裝置10的物方遠心鏡頭正對儀表80的中心處、且使物方遠心鏡頭的攝影范圍完全覆蓋儀表80，再通過調(diào)節(jié)三角激光束裝置50和水平參考激光束裝置60使儀表80受光均勻，然后通過計算機20或儀表負載輸入速度信號至儀表80，高清攝像裝置10開始采集指針指示位置的儀表實際圖像并上傳至計算機20中，然后計算機20對圖像進行識別和處理、并生成儀表指針的實際偏轉(zhuǎn)角度，然后再根據(jù)該實際偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)計算出對應(yīng)的實際速度值及實際誤差值，最后再對照誤差允許范圍進行判斷并生成測試報告。綜上，通過使用本發(fā)明的檢測方法及檢測裝置，避免了人眼檢測帶來的人為誤差和視覺誤差；通過使用計算機圖像處理技術(shù)，大大增強了識別結(jié)果的可靠性；通過采用計算機圖像處理軟件分析測量，既可以降低采購貴價儀器的成本，且由于計算機的普遍運用，可大大提聞檢測的效率。雖然對本發(fā)明的描述是結(jié)合以上具體實施例進行的，但是，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人 員能夠根據(jù)上述的內(nèi)容進行許多替換、修改和變化、是顯而易見的。因此，所有這樣的替代、改進和變化都包括在附后的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種儀表指針指示誤差測量方法，其特征在于，在儀表指針被調(diào)節(jié)到機械零位的狀態(tài)下，通過計算機向儀表輸入多個主要標準速度值信號，并執(zhí)行如下步驟 步驟S10，分別采集儀表在調(diào)零狀態(tài)下的、以及接收多個主要標準速度值信號時指針的指示位置的儀表實際圖像； 步驟S20，將所述儀表實際圖像處理為灰度圖像； 步驟S30，檢測所述灰度圖像中儀表的初始直線和當(dāng)前指針的偏轉(zhuǎn)直線； 步驟S40，計算每幅灰度圖像中的偏轉(zhuǎn)直線相對于初始直線的偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)； 步驟S50，根據(jù)所述偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)計算每幅灰度圖像中儀表指示的實際速度值； 步驟S60，通過對比所述實際速度值與所述標準速度值，計算得出實際誤差值，并判斷實際誤差值是否處在儀表指針指示誤差值允許范圍內(nèi)，如果是，則輸出通過測試的信息，反之則輸出報警信息； 步驟S70，生成測試報告。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儀表指針指示誤差測量方法，其特征在于，所述步驟SlO中采用可與計算機進行通訊連接的、且用于實時采集儀表指針指示圖像的高清攝像裝置，所述高清攝像裝置上配置有采用平行光路設(shè)計的物方遠心鏡頭；所述步驟SlO具體為利用物方遠心鏡頭采集儀表指針在調(diào)零狀態(tài)下的儀表實際圖像；接著分別采集指針指向多個主要標準速度值刻度時的儀表實際圖像；保證物方遠心鏡頭和被檢測儀表指針原點的相對位置不變，且使物方遠心鏡頭的攝像范圍完全覆蓋所述被檢測儀表。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儀表指針指示誤差測量方法，其特征在于，所述計算機內(nèi)安裝可用于對圖像進行識別與分析處理的AutoCAD工具軟件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儀表指針指示誤差測量方法，其特征在于，所述步驟S30具體為將灰度圖像導(dǎo)入所述AutoCAD工具軟件中；在AutoCAD工具軟件中標示出儀表指針原點PO相對應(yīng)的坐標點、以及指針分別指向多個主要標準速度值刻度時指針終點Pl相對應(yīng)的坐標點，所述儀表指針原點PO只標示一次，其后均采用相同的指針原點作為偏轉(zhuǎn)指針的原點；標示出儀表調(diào)零狀態(tài)時指針指示位置所在的初始直線，該初始直線只需生成一次，其后均采用相同的初始直線以確定指針的偏轉(zhuǎn)區(qū)域；繼續(xù)分別標示出指針在儀表接收主要標準速度值信號時指針指示位置所在的偏轉(zhuǎn)直線。
5.一種使用如權(quán)利要求I所述儀表指針指示誤差測量方法的儀表指針指示誤差測量裝置，其特征在于，它包括儀表定位組件、用于采集儀表指針指示圖像的高清攝像裝置、以及與儀表定位組件電連接的用于對指針指示圖像進行識別與分析處理的計算機，所述儀表定位組件包括 用于穩(wěn)固放置所述待測儀表的、且大致呈長方體的底座； 直立于所述底座上方并能夠使高清攝像裝置的鏡頭朝向底座的高清攝像裝置支架；設(shè)置于所述高清攝像裝置頂部的外圍處、且能夠使光源方向朝向底座的三角激光束裝置；以及 設(shè)置于所述底座上表面且能夠使光源方向平行于底座上表面的水平參考激光束裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儀表指針指示誤差測量裝置，其特征在于，所述高清攝像裝置上配置有采用平行光路設(shè)計的物方遠心鏡頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儀表指針指示誤差測量裝置，其特征在于，所述高清攝像裝置支架包括一大致呈圓柱體且直立于所述底座上方的定位套筒、一端套設(shè)在所述定位套筒內(nèi)的且大致呈“Π ”狀的調(diào)節(jié)套筒、一端套設(shè)在所述調(diào)節(jié)套筒另一端的伸縮桿，所述高清攝像裝置設(shè)置于所述伸縮桿的另一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的儀表指針指示誤差測量裝置，其特征在于，所述底座的上表面形成有分別平行于所述底座上表面的長邊與寬邊的橫向?qū)к壊叟c縱向?qū)к壊?、且所述橫向?qū)к壊叟c縱向?qū)к壊劢徊嬗谒龅鬃媳砻娴闹行奶帲龈咔鍞z像裝置支架的定位套筒設(shè)置于所述縱向?qū)к壊鄣囊欢恕?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的儀表指針指示誤差測量裝置，其特征在于，所述橫向?qū)к壊蹆?nèi)設(shè)置有可分別向中心處滑動的水平固定夾，所述縱向?qū)к壊蹆?nèi)設(shè)置有可分別向中心處滑動的縱向固定夾，所述水平固定塊與所述縱向固定塊之間形成可供待檢儀表穩(wěn)固放置的定位區(qū)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的儀表指針指示誤差測量裝置，其特征在于，所述高清攝像裝置支架的定位套筒與調(diào)節(jié)套筒上分別設(shè)置有可調(diào)節(jié)支架高度、高清攝像裝置橫向伸縮長度的緊固件，所述水平參考激光束裝置上設(shè)置有可調(diào)節(jié)激光束高度與照射角度的緊固件；所述緊固件可采用以下中的一種螺母與螺帽配合使用、螺母與螺栓配合使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運用計算機圖像處理和識別技術(shù)檢測汽車儀表指針指示誤差的方法及運用該方法的裝置。本發(fā)明通過采用高清攝像裝置采集汽車儀表指針實際指示位置的儀表實際圖像，再通過計算機圖像處理軟件生成儀表指針的實際偏轉(zhuǎn)角度，然后再根據(jù)該實際偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)計算出對應(yīng)的實際速度值及實際誤差值。通過使用本發(fā)明的檢測方法及檢測裝置，避免了人眼檢測帶來的人為誤差和視覺誤差；通過使用計算機圖像處理技術(shù)，大大增強了識別結(jié)果的可靠性；通過采用計算機自動處理，既可以降低采購貴價儀器的成本，且由于計算機的普遍運用，可大大提高檢測的效率。
文檔編號G01D18/00GK102778250SQ201210220880
公開日2012年11月14日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者練培湘 申請人:惠州市德賽西威汽車電子有限公司