[发明专利]国四商用汽车仪表的步进电机指针表头视频读数方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车仪表盘检测领域，尤其涉及国四商用汽车仪表的步进电机指针表头视频读数方法。

背景技术

随着信息化、电子行业以及芯片封装技术的发展，汽车仪表先后经历了四个不同阶段，即：机械式仪表(第一代仪表，基于机械作用力工作)、电气式仪表(第二代仪表，基于电测原理)、模拟电路电子式仪表(第三代仪表，其与电气式仪表类似，但使用电子器件取代了原来的电气器件)和步进电机式全数字化汽车仪表(第四代仪表，其信号传输的方式已经从模拟信号变成数字信号，并朝着数字化、智能化、网络化方向发展)。通常仪表企业在汽车仪表的生产中，需要对其进行性能检测，即中检和终检，前者是在产品的半组装过程中，半成品老化之前进行的检测；后者是整个产品在组装完后，在包装之前出厂前的检测。汽车仪表的检测则需要专用的检测系统，仪表检测系统主要是能模拟出汽车在真实行驶过程中向汽车仪表发送的各种信号，从而驱动仪表的各种显示装置实现相应的显示，这样就能达到对仪表检测的目的，其在汽车仪表的功能性检验中具有重要的作用。

目前，商用汽车仪表大多采用步进电机式组合仪表，由于指针偏转角度存在检测困难，偏转值不易转化为电信号，针对商用汽车仪表的检测大多采用人工进行逐项检测，在仪表生产中存在效率低下等问题。虽然有文献提出采用视频处理方法进行指针偏转的检测，但是其多采用复杂的图像处理算法，虽然精度提高，但检测速度严重下降，且复杂的处理算法，开发难度较大，人力成本较高。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提出了国四商用汽车仪表的步进电机指针表 头视频读数方法。

本发明的技术方案为:

国四商用汽车仪表的步进电机指针表头视频读数方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)：摄像机实时捕捉的每一帧视频图像，当前帧用I(x,y)表示，其中(x,y)为像素点坐标，I表示该点像素的RGB值；

步骤2)：标定背景图像，构建无指针的背景图像；

由摄像头捕捉视频的前N帧图像用来重构背景，其中N为自然数；在这N帧图像中，对于每个点(x,y)，都选取出现频率最高的像素做标记点，以该像素坐标为中心，选取误差在±a之间的所有像素为背景备选点，对这些像素取平均值，即为所构建的背景图像；

步骤3)：利用背景差分实施检测；

前景图像F(x,y)可计算为，F(x,y)＝|I(x,y)-B(x,y)|，其中I(x,y)表示当前待检测的图像帧中(x,y)坐标的像素点的RGB值，B(x,y)为步骤2)中构建的无指针的背景图像；

步骤4)计算差分后的图像中亮点的像素个数，根据亮点的像素面积，结合标定过的表盘数据信息，实时计算指针指向的刻度值。

优选地，在选取的N帧图像中，至少有一半图像中的前景要处于运动状态。

优选地，步骤1)：调整好硬件设备，使摄像头对准仪表表盘，调整镜头使车速表表盘布满整个摄像头的视场空间；同时将待测仪表的车速信号线与标准的函数发生器连接，由函数发生器提供标准频率的PWM脉冲信号，从而驱动车速表指针偏转。

优选地，步骤1)中，误差在a的范围为±10。

本设计中考虑采用背景差分法进行指针偏转检测，背景差分可以较精确地获取运动前景，但要获得指针所指向刻度盘上的速度信息，依然比较困难，原因主要有：(1)运动前景图像中会有噪声，导致指针头不能精确提取；(2)即使获取了指针头的位置信息，要与速度数据一一对应，需要标定每个点的信息，工 作量巨大，并且数学模型十分复杂，难以实际应用。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是构建的背景图像；

图3是构建的无指针的背景图像；

图4是指针运动时某一帧图像的差分结果图；

图5是指针运动过程中的某一帧图像的差分结果图；

图6是指针未偏转时所对应的面积图像；

图7是指针最大偏转时所对应的面积图像；

图8是面积与速度的对应关系图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。