CN104266671A - 基于can总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

一种基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，包括计算机、仪表夹具、三轴可移动相机支架、视觉测试暗盒、服务器、高速摄像头、控制器、程控电源、数字万用表、程控电阻控制板、继电器控制板和CAN总线接口装置，利用控制器控制程控电源、程控电阻、数字万用表和继电器，利用CAN总线接口装置实现解析数据库，根据数据库消息定义周期性发送消息，改变、监控和检测信号的值，利用自动化视觉检测软件识别待测汽车驾驶信息电子仪表显示的指针偏移角度、显示数值和背光颜色及亮度，通过与预期值的比对判断最终结果。本发明提高了测试效率，节约了测试人工成本，提高了测试质量，并且可以节约硬件架设成本。

Description

基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统

技术领域:

本发明涉及电学领域，尤其涉及汽车仪表测试技术，特别是一种基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统。

背景技术:

汽车驾驶信息电子产品在生产过程中需要通过测试，仪表指针偏移的角度和显示屏显示的数值均需要进行检测。现有技术中，生产厂商利用测试装置对汽车驾驶信息电子产品进行测试，在工控机运行Vector的CANoe/CANalyzer和Intrepid的Spy3程序，而在Vector的CANoe/CANalyzer和Intrepid的Spy3程序中，各个测试项目只能手动进行，只有部分CAN消息才能利用自动化化脚本实现自动化控制。同时，仪表指针偏移的角度和显示屏显示的数值均需要人工视觉进行检测。因此测试周期长，占用人力工时多，并且每次测试质量会受测试工程师经验和能力的影响。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，所述的这种基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统要解决现有技术中汽车驾驶信息电子产品需要人工进行检测、测试周期长，占用人力工时多、测试质量不稳定的技术问题。

本发明的这种基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，包括计算机、仪表夹具、三轴可移动相机支架、视觉测试暗盒、服务器、高速摄像头、控制器、程控电源、数字万用表、程控电阻控制板、继电器控制板和CAN总线接口装置，所述的控制器中包括单片机，其中，所述的仪表夹具和三轴可移动相机支架均设置在所述的视觉测试暗盒中，所述的高速摄像头设置在所述的三轴可移动相机支架上，高速摄像头的视频输出信号线分别与所述的计算机和服务器连接，所述的CAN总线接口装置连接在一个CAN总线上，CAN总线接口装置分别与计算机和服务器连接，所述的程控电源、数字万用表、程控电阻控制板和继电器控制板均与所述的控制器连接，控制器通过通讯接口分别与计算机和服务器连接。

进一步的，程控电源的输出端与待测汽车驾驶信息电子仪表的电源端连接，数字万用表、程控电阻控制板和继电器控制板与待测汽车驾驶信息电子仪表的信号端和控制端连接，待测汽车驾驶信息电子仪表的CAN总线接口与CAN总线连接，利用计算机运行控制程序， 向待测汽车驾驶信息电子仪表提供测试供电电压、电流和开关信号，并通过CAN总线接口装置在CAN总线上产生车辆运行参数，利用数字万用表实时采集待测汽车驾驶信息电子仪表的电压和电流信号值，从高速摄像头中采集待测汽车驾驶信息电子仪表中的显示信息，同时利用计算机或者服务器运行机器视觉识别程序，对待测汽车驾驶信息电子仪表显示的指针偏移角度、显示数值和背光颜色及亮度进行识别，将当前的测试供电电压、电流、开关信号和车辆运行参数、待测汽车驾驶信息电子仪表的电压和电流信号值和待测汽车驾驶信息电子仪表显示的指针偏移角度、显示数值和背光颜色及亮度传送到服务器中，进行存储和分析，并将分析结果输出。

进一步的，控制器由Arduino控制板构成。

进一步的，利用控制器产生电子输入输出信号并控制继电器控制板中的继电器，利用继电器控制电源信号、点火信号的通断，并提供高低电平输入，利用控制器产生脉冲宽度调制波信号并改变信号频率和占空比，利用控制器控制程控电阻控制板，使程控电阻控制板产生需要的电阻值。

进一步的，继电器控制板中包括有16个独立的继电器控制电路。

进一步的，在计算机中运行基于Labview开发的自动化视觉检测软件。

本发明和已有技术相对比，其效果是积极和明显的。本发明利用Arduino控制板控制测试装置中的程控电源、程控电阻、数字万用表和继电器，利用CAN总线接口装置实现解析数据库，根据数据库消息定义周期性发送消息，改变、监控和检测信号的值，利用自动化视觉检测软件识别待测汽车驾驶信息电子仪表显示的指针偏移角度、显示数值和背光颜色及亮度，通过与预期值的比对判断最终结果。本发明提高了测试效率，节约了测试人工成本，提高了测试质量，并且可以节约硬件架设成本，解决了现有技术中测试周期长、占用人力工时多、逻辑测试覆盖率不全、测试结果受工程师经验和测试环境影响大等的问题。

附图说明

图1是本发明的基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统的原理示意图。

图2是本发明中的程控电阻控制板的原理示意图。

图3是本发明中的控制软件的基本功能框图。

图4是本发明中的控制软件的初始化流程图。

图5是本发明中的控制软件的配置文件和软硬件配置逻辑图。

图6是本发明中的控制软件中的硬件配置界面图。

图7是本发明中的控制软件中的视觉模板定义/OCR模板学习/指针角度标定/软件位置校准图。

图8是本发明中的控制软件中的自动化脚本运行逻辑流程图。

具体实施方式：

实施例1:    

如图1所示，本发明的基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，包括计算机1、仪表夹具（图中未示）、三轴可移动相机支架（图中未示）、视觉测试暗盒（图中未示）、服务器2、高速摄像头3、控制器（图中未示）、程控电源4、数字万用表5、程控电阻控制板6、继电器控制板7和CAN总线接口装置8，所述的控制器中包括单片机，其中，所述的仪表夹具和三轴可移动相机支架均设置在所述的视觉测试暗盒中，所述的高速摄像头3设置在所述的三轴可移动相机支架上，高速摄像头3的视频输出信号线分别与所述的计算机1和服务器2连接，所述的CAN总线接口装置8连接在一个CAN总线上，CAN总线接口装置8分别与计算机1和服务器2连接，所述的程控电源4、数字万用表5、程控电阻控制板6和继电器控制板7均与所述的控制器连接，控制器通过通讯接口分别与计算机1和服务器2连接。

进一步的，程控电源4的输出端与待测汽车驾驶信息电子仪表的电源端连接，数字万用表5、程控电阻控制板6和继电器控制板7与待测汽车驾驶信息电子仪表的信号端和控制端连接，待测汽车驾驶信息电子仪表的CAN总线接口与CAN总线连接，利用计算机1运行控制程序， 向待测汽车驾驶信息电子仪表提供测试供电电压、电流和开关信号，并通过CAN总线接口装置8在CAN总线上产生车辆运行参数，利用数字万用表5实时采集待测汽车驾驶信息电子仪表的电压和电流信号值，从高速摄像头3中采集待测汽车驾驶信息电子仪表中的显示信息，同时利用计算机1或者服务器2运行机器视觉识别程序，对待测汽车驾驶信息电子仪表显示的指针偏移角度、显示数值和背光颜色及亮度进行识别，将当前的测试供电电压、电流、开关信号和车辆运行参数、待测汽车驾驶信息电子仪表的电压和电流信号值和待测汽车驾驶信息电子仪表显示的指针偏移角度、显示数值和背光颜色及亮度传送到服务器2中，进行存储和分析，并将分析结果输出。

进一步的，控制器由Arduino控制板构成。

进一步的，利用控制器产生电子输入输出信号并控制继电器控制板7中的继电器，利用继电器控制电源信号、点火信号的通断，并提供高低电平输入，利用控制器产生脉冲宽度调制波信号并改变信号频率和占空比，利用控制器控制程控电阻控制板6，使程控电阻控制板6产生需要的电阻值。

进一步的，继电器控制板7中包括有16个独立的继电器控制电路。

如图2所示，程控电阻控制板6上设置有两个以上数目的电阻器R和与电阻器数目相等的电子开关K，任意一个电子开关K均具有单刀双掷功能，任意一个电子开关K均具有一个第一连接端、一个第二连接端和一个第三连接端，任意一个电子开关K均具有单刀双掷功能，在第一连接端和第二连接端之间、或者第一连接端和第三连接端之间之间导通，全部电子开关K均通过其第一连接端和第三连接端串联连接，电阻器R分别串联连接在第二连接端和下一个电子开关K的第一连接端之间，电阻器R的阻值从程控电阻控制板6的一端向另一端底座或者倍增。利用控制器控制程控电阻控制板6中的电子开关K，可使程控电阻控制板6产生需要的电阻值。

如图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，在计算机1中运行基于Labview开发的自动化视觉检测软件和自动化控制软件。

在运行自动化软件运行前先进行以下准备工作：

在CANoe里创建消息发送和接收的虚拟节点，供Labview的API函数调用控制消息和信号的状态。

编写Arduino2560的控制程序，控制继电器模块，实现仪表KL15，KL30通断，Digital IO输入和模拟按钮功能。

通过8/4/2/1 ohm电阻和Arduino控制板和继电器模块制作程控电阻模块。

把CANoe里的消息和信号名导入KeyTrigger配置表，并在Signal Name这列转变成测试用例里想要书写的格式字段。

根据项目需求，编写相对应的测试用例。

然后，打开软件主界面，创建或导入地址配置文件、视觉模板坐标文件、视觉模板文件、关键字对应表文件、数字识别模板、仪表指针测试文件、位置偏移校准文件、自动化测试用例。

打开ROI Define视觉模板创建界面，通过定义视觉模板，保存以后测试中需要识别的图像并自动保存其坐标在ROI Data.ini文件里。在此界面中还可以学习1~9数字，用于在测试中识别屏幕上的数字。

打开Gauge Define仪表指针角度定义界面，通过定义表盘上几个基准点和零位基准指针的位置的夹角得到仪表表盘的显示数字和实际角度的关系，从而用于自动化测试用例中角度判断。

打开Calibration软件位置校准界面，在更换仪表以后，对于原先固定的位置肯定有所偏差，除了物理调整位置以外，软件还提供了软件校准，通过校准点计算出偏移，然后把偏移应用到所有的图像模板中。

打开HW Config硬件配置界面，对于系统不需要用的硬件可以通过这里把其删除掉，而不影响整个系统的架构。

在配置好所有选项以后按Start开始运行，软件会通过执行用例中的Test Step，得到结果与预期结果相对比得出最终测试结果，最终测试结果更新到测试用例的Result列，并且记录测试Fail的log。

仪表自动化测试软件提供了单图对比、单位时间单图连续对比、多图对比、单位时间多图连续对比、图案亮的时间、图案灭的时间、指示灯闪烁的频率（0.5Hz/1Hz/2Hz）、指针角度测试、指针运动时间测试、屏幕数字辨认、电流检测、电压检测、PWM频率和占空比检测、CAN消息检测、诊断反馈检测、诊断解锁。

Claims (6)

1.一种基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，包括计算机、仪表夹具、三轴可移动相机支架、视觉测试暗盒、服务器、高速摄像头、控制器、程控电源、数字万用表、程控电阻控制板、继电器控制板和CAN总线接口装置，所述的控制器中包括单片机，其特征在于：所述的仪表夹具和三轴可移动相机支架均设置在所述的视觉测试暗盒中，所述的高速摄像头设置在所述的三轴可移动相机支架上，高速摄像头的视频输出信号线分别与所述的计算机和服务器连接，所述的CAN总线接口装置连接在一个CAN总线上，CAN总线接口装置分别与计算机和服务器连接，所述的程控电源、数字万用表、程控电阻控制板和继电器控制板均与所述的控制器连接，控制器通过通讯接口分别与计算机和服务器连接。

2.如权利要求1所述的基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，其特征在于：程控电源的输出端与待测汽车驾驶信息电子仪表的电源端连接，数字万用表、程控电阻控制板和继电器控制板与待测汽车驾驶信息电子仪表的信号端和控制端连接，待测汽车驾驶信息电子仪表的CAN总线接口与CAN总线连接，利用计算机运行控制程序， 向待测汽车驾驶信息电子仪表提供测试供电电压、电流和开关信号，并通过CAN总线接口装置在CAN总线上产生车辆运行参数，利用数字万用表实时采集待测汽车驾驶信息电子仪表的电压和电流信号值，从高速摄像头中采集待测汽车驾驶信息电子仪表中的显示信息，同时利用计算机或者服务器运行机器视觉识别程序，对待测汽车驾驶信息电子仪表显示的指针偏移角度、显示数值和背光颜色及亮度进行识别，将当前的测试供电电压、电流、开关信号和车辆运行参数、待测汽车驾驶信息电子仪表的电压和电流信号值和待测汽车驾驶信息电子仪表显示的指针偏移角度、显示数值和背光颜色及亮度传送到服务器中，进行存储和分析，并将分析结果输出。

3.如权利要求1所述的基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，其特征在于：控制器由Arduino控制板构成。

4.如权利要求1所述的基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，其特征在于：利用控制器产生电子输入输出信号并控制继电器控制板中的继电器，利用继电器控制电源信号、点火信号的通断，并提供高低电平输入，利用控制器产生脉冲宽度调制波信号并改变信号频率和占空比，利用控制器控制程控电阻控制板，使程控电阻控制板产生需要的电阻值。

5.如权利要求1所述的基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，其特征在于：继电器控制板中包括有16个独立的继电器控制电路。

6.如权利要求1所述的基于CAN总线和视觉检测的汽车仪表驾驶信息自动化测试系统，其特征在于：在计算机中运行基于Labview开发的自动化视觉检测软件。