[发明专利]基于机器视觉的汽车仪表固定视点读取仪表的修正算法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的汽车仪表固定视点读取仪表的修正算法，具体包括如下步骤：建立仪表成像几何模型；求出所需的焦距f和物距H；将仪表图像进行二值化分割，得到分度线和指针；对指针和分度线进行标记，计算指针尖端P_u点的坐标(x_u,y_u)，并根据P_u点的坐标，求O₁P_u；根据指针和仪表盘的距离D，求长度P_uP_u1；在O₁P_u连线上找出P_u1点，该点即为修正后指针的尖端P_u1(x_u1,y_u1)，求出直线方程并得出针旋转的角度；通过将指针旋转角度和最近分度线角度进行对比，可判别仪表示数。降低了对仪表校验控制系统的复杂性，本发明减少了由于视角偏移产生的读数误差。

技术领域

本发明属于机器视觉检测技术领域，涉及一种基于机器视觉的汽车仪表固定视点读取仪表的修正算法。

背景技术

汽车仪表显示汽车的各种数据，反馈汽车工作状态，对汽车的安全行驶起着重要作用。目前仪表检测采用传统的人工观测方式，由工作人员目测各仪表指针与刻度间的压线情况及各指示灯显示状态等来判断产品质量是否合格。人工检测受到人为观测角度、观测距离及人眼疲劳程度等主观因素影响，存在精度低，可靠性差，重复性差，检测时间长，效率低等一系列问题。因此，找到一种读取仪表示值不存在角度视觉误差、满足读表准则的方法是急需的。

仪表校验是一项精密的测试工作，不论是数字仪表还是指针式仪表，均可以利用计算机视觉实现全自动校验。仪表自动校验系统要求当对每次输入量变化引起的指针偏转，示值判读时都需要移动摄像机视点，并要重新标定坐标系。这很大程度上增加了控制系统的复杂性、增加了校验时间，并且机械装置长时间使用可能会出现机械故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于机器视觉的汽车仪表固定视点读取仪表的修正算法，该算法降低了对仪表校验控制系统的复杂性，减少了由于视角偏移产生的读数误差。

本发明所采用的技术方案是，一种基于机器视觉的汽车仪表固定视点读取仪表的修正算法，具体包括如下步骤：

步骤1，利用摄像机的针孔模型表达世界坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系之间的定量关系，并建立仪表成像几何模型；

步骤2，利用径向平衡条件，对摄像机的标定采用Tsa i提出的二步法，求出所需的焦距f和物距H；

步骤3，将仪表图像进行二值化分割，得到分度线和指针；

步骤4，对步骤3所得的指针和分度线进行标记，计算指针尖端P_u点的坐标(x_u,y_u)，并根据P_u点的坐标，求O₁P_u；

步骤5，根据指针和仪表盘的距离D，求长度P_uP_u1；

步骤6，根据步骤5所得的P_uP_u1，在O₁P_u连线上找出P_u1点，该点即为修正后指针的尖端P_u1(x_u1,y_u1)，求出直线方程并得出针旋转的角度；

步骤7，通过将步骤6所得的指针旋转角度和最近分度线角度进行对比，可判别仪表示数。

本发明的特点还在于，

步骤1的具体过程为：