CN101672663B - 基于计算机的汽车仪表视觉检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于计算机的汽车仪表视觉检测系统，该检测系统包括光源、检测箱体和与PC机控制系统连接的相机，与所述PC机控制系统连接的模拟信号发生器，所述模拟信号发生器包括频率电路和电阻电路，用以接收PC机控制系统发出的指令，从而产生仪表检测所需要的频率和电阻信号；所述PC机控制系统包括分别与PC机连接的输入模块、位置调试模块、仪表表盘识别模块、通讯设置模块、相机目标捕捉模块和输出模块；所述位置调试模块通过发送串口命令使得相机位置调整机构中的两个步进电机运动；所述通讯设置模块实现以太网通讯设置和串口通讯设置；所述相机中包括图像显示模块和图像处理模块。本发明中同时还公开了上述检测系统的检测方法。

Description

基于计算机的汽车仪表视觉检测系统及其检测方法 

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉技术的汽车仪表性能检测系统及其检测方法，尤其涉及一种基于计算机的汽车仪表视觉检测系统及其检测方法。 

背景技术

汽车仪表包括转速表、车速表、油压表、水温表，有的还包括气压表、电压表和电流表，这些仪表多为指针式仪表，这些仪表在生产和使用过程中都需要定期进行检定，以判断其精确度是否满足国标或者行业规定的参数要求。目前，国内对汽车仪表的检定工作主要是采用人工观测仪表盘指针读数，来判断产品的合格与否，这种判别方法受人的主观因素如人的观测角度、观测距离及疲劳强度等影响。误差很大，可靠性不高。而且检定效率低，劳动强度大。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于计算机的汽车仪表视觉检测系统及其检测方法。本发明检测系统是采用基于计算机和摄像机的机器视觉检测技术，建立指针式仪表的自动判读系统，实现仪表图像的采集、分析、处理及识别，可以自动的判读仪表盘的指针读数，并给出指针的指示误差。使用本发明检测系统进行仪表检定解决了目前人工判读方法的不足，克服了人工检测所造成的各种误差，大大提高了仪表检定的精度和效率。 

为了解决上述技术问题，本发明基于计算机的汽车仪表视觉检测系统予以实现的技术方案是：该检测系统包括光源、检测箱体和与PC机控制系统连接的相机，所述检测箱体上部设置有相机位置调整机构，所述相机位置调整机构包括固定在所述检测箱体顶部的X向滑轨和Y向滑轨，每个滑轨的端部均设置有步进电机，每个滑轨上均设置有齿形传动带，每个齿形传动带分别由步进电机驱动，其中一个滑轨上设置有一升降吊架，所述升降吊架上连接有照明光源安装支架；所述检测箱体下方设置有仪表夹具，所述仪表夹具包括固定在检测箱体底部的X向导轨和Y向导轨，所述X向导轨和Y向导轨上分别设置有两个夹紧式滑块部件，所述每个夹紧式滑块部件的上方均设置有支撑部位；还包括与所述PC机控制系统连接的模拟信号发生器，所述模拟信号发生器包括频率电路和电阻电路，用以接收PC机控制系统发出的指令，从而产生仪表检测所需要的频率和电阻信号；所述PC机控制系统包括分别与PC机连接的输入模块、位置调试模块、仪表表盘识别模块、通讯设置模块、相机目标捕捉模块和输出模块；所述位置调试模块通过发送串口命令使得 相机位置调整机构中的两个步进电机运动，从而带动位于相机位置调整机构中升降吊架上的相机移动；所述通讯设置模块实现以太网通讯设置和串口通讯设置；所述相机中包括图像显示模块和图像处理模块；所述图像显示模块接收PC机控制系统的命令，将拍摄的图像数据通过以太网通讯方式上传至PC机控制系统，所述PC机的输出模块显示该图像；所述图像处理模块对拍摄到的图像进行滤波、定位、测量、比较和几何量的计算，从而得出被测仪表的检定结果。 

本发明基于计算机的汽车仪表视觉检测系统的检测方法包括以下步骤：(1)装夹被测仪表——首先，将被测仪表放入仪表夹具中，根据仪表的大小将支撑部位调整到合适位置后将夹紧锁紧螺栓锁紧；(2)调整相机摄像头的位置——PC机控制系统与驱动相机升降吊架的步进电机之间通过两路RS232进行通讯，所述位置调试模块控制两个步进电机，并使之带动分别与其啮合的同步齿形传送带，从而驱动摄像头的升降吊架使相机摄像头沿着X向和/或Y向滑轨运行，在XOY平面内调整相机摄像头的位置；(3)调整照明光源的位置——通过调整照明光源安装支架中的由多个铰接的杆件构成的万向装置，将光源调整到合适的位置；(4)通过所述通讯设置模块实现以太网通讯设置和串口通讯设置；(5)利用相机拍摄被测仪表表盘图像，并将图像数据通过以太网通讯方式上传到PC机控制系统，所述PC机的输出模块显示该图像；PC机控制系统中的仪表识别模块通过与表盘数据库中的表盘数据进行比对处理，确定该表盘的类型；相机目标捕捉模块根据被测仪表的类型不同，提供相应的检测软件。(6)通过输入模块输入被测仪表的厂家参数；(7)所述图像处理模块处理拍摄到的图像数据，并对这些数据进行滤波、定位、测量、比较和几何量的计算，从而得出被测仪表表针检测的结果；在上述(4)-(7)步骤中，所述输出模块通过屏幕显示操作界面、显示或打印检定结果。 

与现有技术相比，本发明基于计算机的汽车仪表视觉检测系统具有以下有益效果： 

(1)用机器视觉代替人眼对仪表进行检测，避免了由于人的观测角度、观测距离及疲劳影响等造成的误差，提高了检测的可靠性。 

(2)基于计算机视觉的技术，提高了检测的精度和效率。 

(3)提高了检测过程的柔性和自动化程度。 

(4)基于计算机友好人机界面，操作简单，方便实现数据和性能曲线的存储。 

(5)兼容性好，能检测不同类型、大小的指针式仪表。 

附图说明

图1-1是本发明基于计算机的汽车仪表视觉检测系统的结构框图； 

图1-2是图1中所示PC机控制系统构成方框图； 

图2-1是检测箱体结构的主视图； 

图2-2是图2-1所示检测箱体的侧视图； 

图2-3是图2-1所示检测箱体的俯视图； 

图3是图1所示检测系统检测方法的主流程图； 

图4-1是采用图1所示检测系统检测转速表的界面示意图； 

图4-2是图4-1中所示检测操作界面放大图； 

图5-1是采用图1所示检测系统检测燃油表的界面示意图； 

图5-2是图4-1中所示检测操作界面放大图； 

图6-1是采用图1所示检测系统进行位置调试的界面示意图； 

图6-2是采用图6-1所示检测操作界面放大图； 

图7是采用图1所示检测系统检测以频率为信号源的仪表的流程图； 

图8是采用图1所示检测系统检测以电阻为信号源的仪表的流程图。 

本发明检测系统中主要部件和细节附图标记的说明： 

100检测箱体，200光源，300相机摄像头，400被测仪表，500PC机控制系统，600模拟信号发生器，700CAN通讯接口，501输入模块，502位置调试模块，503仪表表盘识别模块，504通讯设置模块，505相机目标捕捉模块，506输出模块，507数据库，801图像显示模块，802图像处理模块。 

图2-1、图2-2和图2-3所示的检测箱体中涉及到的附图标记说明：2.夹具式滑块部件，3.夹具支架，4.支撑部位，5.支撑脚，6.X向导轨，6’Y向导轨，7.摄像头升降吊架，8.Y向滑轨，9、9’.齿形传动带，10、12.步进电机，11.X向滑轨。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。 

图1-1示出了本发明基于计算机的汽车仪表视觉检测系统，包括设置在检测箱体100内的光源、与PC机控制系统500分别连接的相机300、模拟信号发生器600；所述PC机控制系统500通过CAN通讯接口700与所述相机300和模拟信号发生器600连接。 

如图1-2所示，所述PC机控制系统包括分别与PC机510连接的输入模块501、位置调试模块502、仪表表盘识别模块503、通讯设置模块504、相机目标捕捉模块505、输出模块506及数据库507；相机中包括与上述PC机510连接的图像显示模块801和图像处理模块802。 

如图2-1、图2-2和图2-3所示，本发明检测系统中将被检测仪表置于一检测箱体中，在所述检测箱体100上部设置有相机位置调整机构，所述相机位置调整机构包括固定在所述检测箱体100顶部的X向滑轨11和Y向滑轨1，每个滑轨均设置有一步进电机10，每个滑轨上均设置有齿形传动带9，每个齿形传动带9分别由步进电机10驱动，其中一个滑轨上(如图2-2所示在Y向滑轨1上)设置有一升降吊架7，在升降吊架7的底部设置有用于安装相机摄像头14的安装座；所述检测箱体100下方设置有仪表夹具，所述仪表夹具包括固定在检测箱体100底部的X向导轨61和Y向导轨62，所述X向导轨61和Y向导轨62上分别设置有两个分离布置的夹紧式滑块部件2，所述每个夹紧式滑块部件2的上方均设置有支撑部位4；所述升降吊架7上连接有照明光源安装支架；所述检测箱体 100的下方四角均设置有支撑脚5；所述仪表夹具中的夹紧式滑块部件2均包括夹紧锁紧螺栓；所述每个夹紧式滑块部件2与支撑部位4之间设置有支撑架3；所述照明光源安装支架由多个铰接的杆件8构成；所述照明光源安装支架上至少包括设置有两个分别位于升降吊架7周边的光源安装头，用以安装光源200。所述光源200为高性能照明光源，最好有两个光源，一个为红色光源，另一个为绿色光源。在实际检测中，根据被检测仪表不同颜色的刻度盘来选择所用到的光源。例如：如果刻度盘的背景颜色是黑白色或其它非红色的，就需要开启红色光源照明；如果刻度盘的背景颜色是偏红色的，就需要开启绿色光源来照明。 

与所述PC机控制系统500连接的模拟信号发生器600包括频率电路和电阻电路，用以接收PC机控制系统500发出的指令，从而产生仪表检测所需要的频率和电阻信号；所述相机300通常可以采用cognex品牌或banner品牌的工业相机或具有与其类似功能的工业相机，上述品牌的相机300中包括与PC机连接的图像显示模块801和图像处理模块802，所述图像显示模块801接收PC机控制系统的命令，将拍摄的图像数据通过以太网通讯方式上传至PC机控制系统500，PC机的输出模块(即：该PC机的显示界面)显示该图像；所述位置调试模块502通过发送串口命令使得所述的两个步进电机10运动，从而带动上述升降吊架7上的相机300移动；所述通讯设置模块504为用户提供实现以太网通讯和串口通讯的设置，所述以太网通讯采用TCP通讯模式，所述串口通讯设置的参数为：波特率9600、8位数据位、无奇偶校验、1位停止位、无数据流控制位；相机中与PC机连接的图像处理模块802对拍摄到的图像进行滤波、定位、测量、比较和几何量的计算，从而得出被测仪表的检定结果。 

如图3所示，利用上述基于计算机的汽车仪表视觉检测系统进行仪表检测的检测方法包括以下步骤： 

(1)装夹被测仪表13——首先，将被测仪表13放入仪表夹具中，根据仪表13的大小将支撑部位4调整到合适位置后将夹紧锁紧螺栓锁紧； 

(2)调整相机300摄像头14的位置——PC机控制系统500与驱动相机升降吊架7的两个步进电机10之间通过两路RS232进行通讯，所述位置调试模块504控制两个步进电机10，并使之带动分别与其啮合的同步齿形传送带9，从而驱动摄像头14的升降吊架7使相机摄像头14沿着X向和/或Y向滑轨8和11运行，在XOY平面内调整相机摄像头14的位置； 

(3)调整照明光源200的位置——首先根据被检测仪表刻度盘的背景色，选择光源颜色，如果刻度盘的背景颜色是黑白色或其它非红色的，就需要开启红色光源照明；如果刻度盘的背景颜色是偏红色的，就需要开启绿色光源来照明。然后，通过调整照明光源安装支架中的由多个铰接的杆件构成的万向装置，将光源200调整到合适的位置； 

(4)通过所述通讯设置模块504实现以太网通讯设置和串口通讯设置； 

(5)利用相机拍摄被测仪表13表盘图像，并将图像数据通过以太网通讯方式上传到PC机控制系统，PC机的显示界面显示该图像，PC机控制系统500中的仪表识别模块503将接收到的图像数据与表盘数据库507中的表盘数据进行比对处理，数据库507中存储有符合国家基本标准的车用指针式仪表数据，所述车用指针式仪表包括车速表、转速表、燃油表、水温表、机油压力表、空压表和电压表等，经过比对，确定该刻度盘的类型；通过PC机控制系统500中的目标捕捉模块505根据被测仪表的类型不同，提供相应的检测软件； 

(6)通过输入模块(例如：键盘、相关的端口或接口等)输入所选定仪表的出厂参数； 

(7)所述图像处理模块802处理相机拍摄到的图像数据，并对这些数据进行滤波、定位、测量、比较和几何量的计算；从而得出被测仪表表针检测的结果； 

在上述(4)-(7)步骤中，所述输出模块通过屏幕显示操作界面、显示或打印检定结果。 

实施例： 

目前，COGNEX或BANNER品牌的相机所具有的相机图像处理工具均可将捕捉到的图像进行处理，从而得到相关的图像数据，例如：作为检测仪表刻度盘基础、反映刻度盘指针几何关系的数据，本发明检测系统利用上述功能将相机捕捉到的被检测仪表刻度盘的图像数据传送到PC机控制系统500，PC机控制系统500的相关功能模块接收相机300传送过来的汽车仪表盘图像数据，对这些图像数据做出相关的分析、处理和识别，即：接收图像数据、仪表类型的识别、通讯设置、位置调试、图像处理和图像显示等一系列过程，最终实现对汽车仪表的各个表盘进行准确检测。其中，所述“图像处理”过程主要是处理相机拍摄到的图像数据，对这些数据进行相关的滤波、定位、测量、比较和一些几何量的计算。所述“通讯设置”过程主要是以太网通讯设置和串口通讯设置，以太网通讯采用TCP通讯模式，串口通讯设置参数为：波特率9600、8位数据位、无奇偶校验、1位停止位、无数据流控制位。所述“位置调试”过程主要是通过发送串口命令使得电机运动，从而带动吊架上的相机移动，最终获得位置合适的仪表图像。所述“图像显示”可以集成有COGNEX相机里的工具软件，可以将拍摄的图像显示出来并做进一步的分析处理。 

为了便于检测者的操作，本发明检测系统设计有良好的人机对话的图像界面，通常该界面共分为左右两个部分，左半部分为仪表检测区，其右侧为仪表显示区。仪表检测区包括有车速表、转速表、燃油表、水温表、机油压力表、电压表、空压表、位置调试和退出十项选择按钮。根据各种车辆仪表刻度盘的特点及信号源的不同，检测“车速表”和“转速表”时检测输入参数为频率信号。本实施例中：“转速表”参数输入和检测结果显示如图4-1和图4-2所示，包括厂家参数区的频率、车/转速输入和实时检测区的实际频率、检测误差和检测结果的显示。检测“燃油表”、“水温表”、“机油压力表”、“电压表”、“空压表1”和“空压表2”的输入参数皆为电阻信号，例如：检测“燃油表”的参数输入和检 测结果显示如图5-1和图5-2所示，包括参数输入区的电阻选项、工作状态、参数发送、电阻校准、校准电阻的显示和检测区的起点误差、中点误差、终点误差的显示。为了方便仪表装夹中的位置调试，图6-1和图6-2示出了“位置调试”界面，包括了切换仪表图像实时显示按键，电机运动方向控制按钮，可以实现图像的位置调试。同理，可以设计出检测“水温表”、“机油压力表”、“空压表1”、“空压表2”和“电压表”等的内容和完成的功能。 

如图1-1所示，本发明检测系统中的PC机500和模拟信号发生器600之间通过RS232进行通讯，PC机控制系统发送控制命令给模拟信号发生器600，使其产生需要的频率信号或是电阻信号；而模拟信号发生器600校准后的电阻阻值也要通过RS232传送回PC机控制系统。光源照明对拍摄的图像效果影响比较大，因此，对于光源200可以选择一个绿色光源和一个红色光源，根据被检测仪表的刻度盘颜色来决定开启哪个光源。具体到光源的形式，最好选择条形光源，将这两个条形光源按装在相机升降吊架的两侧，这样做可以避免拍摄到的图像有反光或者有聚光现象。PC机500与相机300之间通过以太网口通讯，PC机500发出控制命令给相机300，相机300将处理的图像数据传回给PC机控制系统。PC机500和相机升降吊架7的驱动步进电机10之间通过两路RS232进行通讯，PC机发出命令，可以驱动摄像头升降吊架7在二维平面内X、Y方向上运行。 

下面分别描述检测仪表指针某一刻度点、以频率为信号源的仪表刻度盘、以电阻作为信号源的仪表刻度盘的检测方法。 

对仪表指针某一刻度点的检测过程如下： 

1)对拍摄到图像上的一个标志进行定位，其它在图像上的标识分析都以此为坐标参照物，这样在图像变化移动时可以保证被检测点的坐标稳定性。 

2)寻找圆心和轴心。仪表指针在表盘上围绕一个圆心旋转，因此要找到这个圆心，从而更方便的计算出指针和其它刻度的夹角。 

3)排列刻度顺序。将仪表盘上各个刻度用按顺序分别做出标识，并求出各刻度的中点坐标。 

4)测试各个刻度和0刻度角度θi。连接圆心和各个刻度中点坐标，分别计算出各刻度线和0刻度线之间的夹角，并将这些数值按照对应关系做成数据表，记为θi。 

5)测试指针和零刻度的夹角。用测角度工具测量指针中线和零刻度中线的夹角。记为θ。 

6)输入一定的参数x，指针摆动到一定位置稳定下来后，对比θi和θ，判断它们之间的误差，然后继续调整输入参数x为y，最终使得|θ-θi|/θi＜0.001。这时通过输入端x和y来计算仪表在这一刻度的指示误差。误差即为(y-x)/x。 

7)结束单个刻度点的检测。 

如图7所示，车速和转速检测的流程图，由于车速和转速需要提供的信号源是频率， 其检测流程都是按照图7进行。检测过程如下： 

1)输入参数，包括输入频率及对应的车速或是转速、以及需要检测点的序列总数。 

2)点击“开始检测”键， 

3)程序通过RS232发出命令给模拟信号发生器，输出对应参数的频率脉冲给被检测仪表， 

4)被检测仪表的车速或是转速端接受到信号后等待3s，目的是让表针转动停止后平稳下来， 

5)采集仪表盘图像，计算仪表指针指示误差。指示误差记为前述中的(θ-θi)/θi 

如果误差绝对值大于20％且误差大于0，则将频率数减1，转到3)继续进行； 

如果误差绝对值大于20％且误差小于0，则将频率数加1，转到3)继续进行； 

如果误差绝对值介于0.1％和20％且误差大于0，则将频率数减0.1，转到3)继续进行； 

如果误差绝对值介于0.1％和20％且误差小于0，则将频率数加0.1，转到3)继续进行； 

如果误差绝对值小于0.1％，则转到6)进行。 

6)显示检测误差结果及对应实际频率。检测误差从输入端计算，记为前述中的(y-x)/x。 

7)判断检测点序列号是否等于总检测点数， 

如果不是，则将检测点序列号加1，显示出在检测的序列号，并转到3)进行。 

如果是，则转到8)进行。 

8)将检测点序列号清零，并输出数值为0的频率信号 

9)结束自动检测。 

如图8所示，为“燃油表”、“水温表”、“机油压力表”、“电压表”、“气压表”检测的流程图，由于它们需要提供的信号源是电阻，故其检测流程都是按照图8进行。检测过程如下： 

1)开始检测，输入被测仪表起点、中点、终点对应的电阻阻值。 

2)依此校准起点、中点、终点的电阻阻值 

3)退出校准，等待检测。 

4)点击“开始检测”， 

5)输出相应阻值 

6)等待3s，然后检测指针误差，并显示误差 

7)判断检测点序列号是否等于3， 

不是，则将检测点序列号加1，显示在检测的序列号，转到5)进行 

是，则将检测点序列数清零，退出检测状态 

8)结束检测。 

下面以“转速表”和“燃油表”的检测为例来详细描述本发明汽车仪表性能检测系统的检测过程。 

1.“转速表”检测过程： 

(1)安装被检测仪表：调整仪表夹具的夹紧支架和螺栓，将被测仪表放入，调整好位置并将螺栓锁紧。把模拟信号发生器的车速和电源输出端分别接到仪表的车速和电源输入端，打开电源的三个开关：被检测仪表的定位供电、控制系统供电、照明及摄像(视觉系统)供电。 

(2)调试转速表的图像位置：运行PC机控制系统，点击界面左侧的“位置调试”按钮，进入“位置调整”界面，如图6-1和图6-2所示，单击“切换图像显示”按钮，这时，右侧就实时的显示出被测仪表的图像如图6-2中的右侧区域所示。检测者观察转速表表盘是否在图像显示区，如果不在，可以点击“向上”、“向下”、“向左”、或是“向右”按钮，发出相应命令，使得相机摄像头运动，从而可获得合适的转速表拍摄图像。 

(3)检测：点击左侧的“转速表”选项，如图4-1和图4-2所示，在“厂家提供参数一栏”输入被检测的转速及对应的频率数值，输入总测试点数。在“实时检测”一栏点击“开始检测”，软件按照程序流程会依次检测出各个点对应的“实际频率”、“检测误差”、“检测结果”，并且界面会实时显示出“正在检测序列号”，“检测结束”灯会亮起来，检测结束后，小灯会灭掉。具体的检测流程如图7所示。 

2.“燃油表”检测过程： 

(1)安装被检测仪表：调整仪表夹具的夹紧支架和螺栓，将被测仪表放入，调整好位置并将螺栓锁紧。把模拟信号发生器的车速和电源输出端分别接到仪表的车速和电源输入端，打开电源的三个开关：被检测仪表的定位供电、控制系统供电、照明及摄像(视觉系统)供电。 

(2)调试燃油表的图像位置：与上述调试转速表的图像位置同理，在此不再赘述。 

(3)检测：点击左侧的“燃油表”选项，如图5-1和图5-2所示，在“参数输入”一栏输入“起点”、“中点”、“终点”对应的电阻阻值，选择“电阻选项”里的“起点”，工作状态选择“校准”，选择“参数发送”，在“校准电阻”侧的起点对应框下有实际电阻阻值的显示。调节机械控制面板上燃油表起点校准按钮，使得实际电阻阻值的大小等于“参数输入”起点对应的电阻阻值。按照这个步骤依次选择“电阻选项”里的“中点”和“终点”选项，依次将“校准电阻”选项里对应的“中点”和“终点”电阻阻值和输入参数相等。点击“工作状态”里的“退出”，再点击“参数发送”。点击“工作状态”里的“运行”，再点击“参数发送”。点击检测区里“开始检测”按钮，其检测流程如图7所示，最终界面中会显示出“起点检测弧长误差”、“中点检测弧长误差”和“终点检测弧长误差”检测结果，并实时显示“正在检测序列号”。检测结束后，会将“正在检测序列号”清零。 

其它几个表的检测过程都会和“转速表”或是“燃油表”的检测过程类似。 

本发明中所提及到的被检测仪表，指各类符合国家基本标准的车用指针式仪表，本发明检测系统具有通用性，其模拟信号发生器输出的频率和电阻信号均符合国家对车用仪表的检测标准，PC机控制系统通过仪表表盘识别模块503能够识别各种仪表刻度盘，图像处理模块802可以进行各种仪表刻度盘的表针检测，通过前面对3个具体实施例的描述，可以清楚的表明本发明检测系统的检测结果可以满足仪表检测机构的检测要求。 

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。 

Claims (10)

1.一种基于计算机的汽车仪表视觉检测系统，包括光源、检测箱体和与PC机控制系统连接的相机，其特征在于：

所述检测箱体上部设置有相机位置调整机构，所述相机位置调整机构包括固定在所述检测箱体顶部的X向滑轨和Y向滑轨，每个滑轨的端部均设置有步进电机，每个滑轨上均设置有齿形传动带，每个齿形传动带分别由步进电机驱动，其中一个滑轨上设置有一升降吊架，所述升降吊架上连接有照明光源安装支架；所述检测箱体下方设置有仪表夹具，所述仪表夹具包括固定在检测箱体底部的X向导轨和Y向导轨，所述X向导轨和Y向导轨上分别设置有两个夹紧式滑块部件，所述每个夹紧式滑块部件的上方均设置有支撑部位；

还包括与所述PC机控制系统连接的模拟信号发生器，所述模拟信号发生器包括频率电路和电阻电路，用以接收PC机控制系统发出的指令，从而产生仪表检测所需要的频率和电阻信号；

所述PC机控制系统包括分别与PC机连接的输入模块、位置调试模块、仪表表盘识别模块、通讯设置模块、相机目标捕捉模块和输出模块；所述位置调试模块通过发送串口命令使得相机位置调整机构中的两个步进电机运动，从而带动位于相机位置调整机构中升降吊架上的相机移动；所述相机目标捕捉模块根据具体检测要求对不同的被测仪表盘提供相应的检测软件；所述通讯设置模块实现以太网通讯设置和串口通讯设置；

所述相机中包括图像显示模块和图像处理模块；所述图像显示模块接收PC机控制系统的命令，将拍摄的图像数据通过以太网通讯方式上传至PC机控制系统，所述PC机的输出模块显示该图像；所述图像处理模块对拍摄到的图像进行滤波、定位、测量、比较和几何量的计算，从而得出被测仪表的检定结果。

2.根据权利要求1所述的基于计算机的汽车仪表视觉检测系统，其特征在于：所述检测箱体的下方四角均设置有支撑脚；所述仪表夹具中的夹紧式滑块部件均包括夹紧锁紧螺栓；所述每个夹紧式滑块部件与支撑部位之间设置有支撑架；所述照明光源安装支架由多个铰接的杆件构成；所述照明光源安装支架上至少包括设置有两个分别位于升降吊架周边的光源安装头。

3.根据权利要求1所述的基于计算机的汽车仪表视觉检测系统，其特征在于：所述光源为两个高性能照明光源，其中一个为红色光源，另一个为绿色光源。

4.根据权利要求1所述的基于计算机的汽车仪表视觉检测系统，其特征在于：所述PC机控制系统通过CAN通讯接口与所述相机和模拟信号发生器连接。

5.根据权利要求1所述的基于计算机的汽车仪表视觉检测系统，其特征在于：所述以太网通讯采用TCP通讯模式，所述串口通讯设置的参数为：波特率9600、8位数据位、无奇偶校验、1位停止位、无数据流控制位。

6.根据权利要求1所述的基于计算机的汽车仪表视觉检测系统，其特征在于：所述相机采用COGNEX品牌或BANNER品牌的工业相机。

7.一种根据权利要求1所述的基于计算机的汽车仪表视觉检测系统的检测方法，其特征在于：该检测方法包括以下步骤： 

(1)装夹被测仪表——首先，将被测仪表放入仪表夹具中，根据仪表的大小将支撑部位调整到合适位置后将夹紧锁紧螺栓锁紧；

(2)调整相机摄像头的位置——PC机控制系统与驱动相机升降吊架的步进电机之间通过两路RS232进行通讯，所述位置调试模块控制两个步进电机，并使之带动分别与其啮合的同步齿形传送带，从而驱动摄像头的升降吊架使相机摄像头沿着X向和/或Y向滑轨运行，在XOY平面内调整相机摄像头的位置；

(3)调整照明光源的位置——通过调整照明光源安装支架中的由多个铰接的杆件构成的万向装置，将光源调整到合适的位置；

(4)通过所述通讯设置模块实现以太网通讯设置和串口通讯设置；

(5)利用相机拍摄被测仪表表盘图像，并将图像数据通过以太网通讯方式上传到PC机控制系统，所述PC机的输出模块显示该图像；PC机控制系统中的仪表识别模块通过与表盘数据库中的表盘数据进行比对处理，确定该表盘的类型；相机目标捕捉模块根据被测仪表的类型不同，提供相应的检测软件；

(6)通过输入模块输入被测仪表的厂家参数；

(7)所述图像处理模块处理拍摄到的图像数据，并对这些数据进行滤波、定位、测量、比较和几何量的计算，从而得出被测仪表表针检测的结果；

在上述(4)-(7)步骤中，所述输出模块通过屏幕显示操作界面、显示或打印检定结果。

8.根据权利要求7所述的基于计算机的汽车仪表视觉检测系统的检测方法，其特征在于：所述表盘数据库中包括符合国家基本标准的车用指针式仪表数据。

9.根据权利要求8所述的基于计算机的汽车仪表视觉检测系统的检测方法，其特征在于：所述车用指针式仪表包括车速表、转速表、燃油表、水温表、机油压力表、空压表和电压表。

10.根据权利要求7所述的基于计算机的汽车仪表视觉检测系统的检测方法，其特征在于：所述步骤(7)中对仪表表针的检测包括：

A.仪表表针某一刻度点的检测过程如下：

A-1.对拍摄到图像上的一个标志进行定位，其它在图像上的标识分析都以此为坐标参照物，这样在图像变化移动时可以保证被检测点的坐标稳定性；

A-2.寻找圆心和轴心：仪表指针在表盘上围绕一个圆心旋转，因此要找到这个圆心，从而更方便的计算出指针和其它刻度的夹角；

A-3.排列刻度顺序：将仪表盘上各个刻度用按顺序分别做出标识，并求出各刻度的中点坐标；

A-4.测试各个刻度和0刻度角度θi，连接圆心和各个刻度中点坐标，分别计算出各刻度线和0刻度线之间的夹角，并将这些数值按照对应关系做成数据表，记为θi；

A-5.测试指针和零刻度的夹角：用测角度工具测量指针中线和零刻度中线的夹 角，记为θ；

A-6.输入一定的参数x，指针摆动到一定位置稳定下来后，对比θi和θ，判断它们之间的误差，然后继续调整输入参数x为y，最终使得|θ-θi|/θi＜0.001，这时通过输入端x和y来计算仪表在这一刻度的指示误差，误差即为(y-x)/x；至此结束该单个刻度点的检测；

B.以频率为信号源的车速或转速的检测，检测过程如下：

B-1.输入参数，包括输入频率及对应的车速或转速、以及需要检测点的序列总数；

B-2.PC机控制系统通过RS232发出命令给模拟信号发生器，输出对应参数的频率脉冲给被检测仪表；

B-3.被测仪表的车速或转速端接收到信号后等待3s，以使表针转动停止后平稳；

B-4.采集仪表盘图像，计算仪表指针指示误差，指示误差记为上述步骤A-6中的(θ-θi)/θi；

如果误差绝对值大于20％且误差大于0，则将频率数减1，返回步骤B-2；

如果误差绝对值大于20％且误差小于0，则将频率数加1，返回步骤B-2；

如果误差绝对值介于0.1％和20％且误差大于0，则将频率数减0.1，返回步骤B-2；

如果误差绝对值介于0.1％和20％且误差小于0，则将频率数加0.1，返回步骤B-2；

如果误差绝对值小于0.1％，顺序执行下一步骤；

B-5.显示检测误差结果及对应的实际频率：将上述误差绝对值从输入端计算，记为上述步骤A-6中的(y-x)/x；

B-6.判断检测点序列号是否等于总检测点数，

如果不是，则将检测点序列号加1，显示出在检测的序列号，并返回步骤B-2；

如果是，则顺序执行下一步骤；

B-7.将检测点序列号清零，并输出数值为0的频率信号；至此结束该检测点的检测；

C.以电阻作为信号源的仪表的检测，该类仪表包括燃油表、水温表、机油压力表、电压表和气压表；其检测过程如下：

C-1.输入被测仪表起点、中点和终点对应的电阻阻值；

C-2.依此校准起点、中点和终点的电阻阻值；

C-3.退出校准，等待检测；

C-4.输出相应阻值；

C-5.等待3s，然后检测指针误差，并显示误差；

C-6.判断检测点序列号是否等于3，

若满足条件，则将检测点序列号加1，显示在检测的序列号，返回步骤C-4；

否则，将检测点序列数清零，退出检测状态，至此结束该检测点的检测。 

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