[发明专利]一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法及检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车检测领域，具体来说是一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法及检测装置，用于各种车辆实验。

背景技术

方向盘转角传感器用于测量方向盘转向时的旋转角度。方向盘转角传感器采用光电效应，电阻分压效应等原理，将转角与光电码或电阻值对应，通过光电码的识别和电阻值的检测达到采集方向盘转角的目的。转角传感器直接固定在方向盘转轴上。

但这样的设计存在很多问题，具体如下：

1、方向盘转角传感器直接固定在车辆方向盘或方向盘转轴上，会导致驾驶员察看仪表的视线被阻挡，还有可能影响方向盘的旋转，影响驾驶员的正常驾驶；

2、现有方向盘转角传感器没有转角记忆功能，因此当方向盘转动范围大于一周时，转角传感器很难得出正确的检测结果；

3、现有检测装置安装困难，通常需要在汽车出厂前固定在方向盘或转轴上，且移植性差，不方便拆卸，不能满足现有车辆实验需要。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的缺陷而提出的一种基于图像的结构简单、量程宽、对驾驶员观察仪表盘没有影响，且可在车上安装的方向盘转角检测方法及检测装置，为车辆检测实验提供准确的方向盘转角数据。

一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法，其特征在于：通过下述步骤来实现：

步骤一：对方向盘进行标识；

在车辆方向盘处于初始状态时，在车辆方向盘背面圆周上粘贴有标记线、标记贴A与标记贴B；

所述标记线具有6条，通过6条指向车辆方向盘中心的标记线将方向盘背部圆周六等分，使方向盘背部圆周上形成6个相等弧度区间，且在车辆方向盘处于初始状态时，一条标记线位于车辆方向盘背面正上方，作为车辆方向盘的零度线；在6个区间内均粘贴有三角形的标记贴A以及不同宽度的弧形带状标记贴B，每个区间内的标记贴A、标识贴B的粘贴方式相同，其中对于标记贴A来说：令标记贴A的三条边分别为s1、s2、s3，则需保证边s1与所在区间中的一条标记线重合；边s2与s3的交点位于所在区间另一条标记线上且，边s2与标记贴A所在区间中的标记贴B的切线平行；对于标记贴B来说：每个区间内的标记贴B两端点分别位于所在区间两端的两条标记线上，且每个区间内的标记贴B弧度与所在区间两端的两条标记线夹角相等。由零度线开始顺时针每个标记贴B的宽度依次为a、b、c、d、e、f。

步骤二：方向盘背部正上方处图像的获取；

在获取的视频图像中设定一条标识线，当车辆方向盘处于初始状态时，视频图像中的标识线与零度线重合。

步骤三：视频图像与方向盘间的对准校验；

将方向盘右打60°、120°、180°、240°、300°、360°时，使视频图像中标识线与顺时针的各标记线重合。

步骤四：视频图像处理；

将视频图像转换为数字图像，同时对数字图像进行区域选择，灰度变换，滤波处理。

步骤五：获得车辆行驶中方向盘转角；

①获得驾驶员方向盘转动方向及圈数；

当方向盘处于初始状态时，方向盘转动圈数值为0；当操作人员第一次转动方向盘后，若数字图像中的标识线通过零度线时，且下一时刻标识线所落在的标记贴A宽度为a时，则方向盘转动圈数值加1；若标识线通过零度线时，且下一时刻标识线落在的标记贴A的宽度为f时，则方向盘转动圈数值减1；直到数字图像中下次标识线经过零度线时重复上述过程。且当圈数值小于零时，方向盘转动方向为左，当圈数值大于零时，方向盘转动方向为右。

②获得t时刻标记贴B对应的方向盘转角β；

对数字图像中标记贴B的宽度进行识别；根据接收到的图像中标识线所落在的标记贴B的宽度得到对应的方向盘转角β，并进行存储，则：

③获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α；

对数字图像中标记贴A进行识别，得到t时刻标识线与标记贴A交点间距L的值；选取方向盘左转右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时数字图像中标识线与标记贴A交点间距中与L之差绝对值最小的三个值L₁、L₂、L₃，以及各自对应的角度值α₁、α₂、α₃，由此根据：