CN106409060B - 一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法 - Google Patents

一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106409060B
CN106409060B CN201610913690.9A CN201610913690A CN106409060B CN 106409060 B CN106409060 B CN 106409060B CN 201610913690 A CN201610913690 A CN 201610913690A CN 106409060 B CN106409060 B CN 106409060B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pedal
gear
transmission rod
industrial camera
personal computer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610913690.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106409060A (zh
Inventor
徐次香
李天庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taizhou Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Taizhou Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taizhou Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd filed Critical Taizhou Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority to CN201610913690.9A priority Critical patent/CN106409060B/zh
Publication of CN106409060A publication Critical patent/CN106409060A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106409060B publication Critical patent/CN106409060B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
    • G09B9/058—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles for teaching control of cycles or motorcycles
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

一种汽车驾驶模拟器的处理方法，该汽车驾驶模具器包括底座和设置在底座上的座椅、档位器、手刹、方向盘以及离合器踏板、刹车踏板、油门踏板；方向盘和三个踏板安装在固定支架上，固定支架位于座椅的前侧，并在固定支架上还装有高速工业相机，对三个踏板的传动杆的动态进行图像采集；在固定支架右侧的底座上装有电源管理模块、工控机和显示器；在档位器上的各个档位上均装有接近开关；在手刹与底座之间装有拉力传感器；电源管理模块为高速工业相机、工控机和显示器提供工作电源；高速工业相机和各个接近开关以及拉力传感器分别通讯连接工控机，工控机通讯连接显示器；本发明直观明了地显示了三个踏板和档位器以及手刹的工作动态，模拟效果好。

Description

一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法
技术领域
本发明涉及一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法。
背景技术
当前，随着汽车越来越多地进入人们的生活，学习汽车驾驶的人也日益增多，新学员在培训的过程中，因为是第一次驾驶，对汽车驾驶的认识处在一种陌生的状态，会产生心理上的紧张和行动上的拘束，如此一来对车辆的破坏性很大，另外对学员和其他人的安全都构成很大的威胁，为此，人们就研究了不同种类的汽车驾驶模拟器，使得新学员通过汽车模拟器来熟悉汽车的驾驶操作。
然而，现有的汽车驾驶模拟器结构简单、功能单一，一般通过在离合器踏板、油门踏板、刹车踏板、手刹及方向盘对应的位置安装拉力传感器或扭力传感器，并将传感器采集到的信息通过微处理器进行处理后，再以显示器显示出来。这种汽车驾驶模拟器不仅所需安装的传感器数量多，成本高，而且只能粗略的显示汽车的驾驶情况，尤其是对于离合器踏板、油门踏板和刹车踏板而言，现有的模拟器只能通过传感器检测其传动系的拉力值或扭力值，不仅在机械测量的过程中较大的误差，而且不能直观地反映各个踏板的推动量，从而大大降低了汽车驾驶的模拟效果。
发明内容
本发明的目的就是要解决当前汽车驾驶模拟器需要安装的传感器数量多、成本高，模拟效果差的问题，为此提供一种结构简单、成本低，能够精确直观地模拟档位器的操作和各个踏板的推动量的汽车驾驶模拟器。
本发明的具体方案是：一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法，该汽车驾驶模拟器包括底座和设置在底座上的座椅、档位器、手刹、方向盘以及从左往右并排布置的离合器踏板、刹车踏板、油门踏板，其特征是：所述方向盘和三个踏板安装在固定支架上，在固定支架上还装有高速工业相机，用于在三个踏板在动作时，对踏板的传动杆的动态进行图像采集；在固定支架右侧的底座上装有电源管理模块、工控机和显示器；在档位器上的各个档位上均装有接近开关，在档位器的档杆完成挂挡动作时，设置在相应档位的接近开关发出开关信号；所述手刹与底座之间装有拉力传感器；所述电源管理模块为高速工业相机、工控机和显示器提供工作电源；所述高速工业相机和各个接近开关以及拉力传感器分别通讯连接工控机，工控机通讯连接显示器，工控机对高速工业相机传输过来的图像进行处理，计算出各个踏板的传动杆的行程长度及其推动量，并且将接近开关传输的开关信号转换为档位器的档位信息，所述显示器用于显示档位器、手刹及各个踏板的动作信息；
采用上述汽车驾驶模拟器进行图像信息处理的方法包括以下步骤：
(1)图像预处理：对高速工业相机采集到的图像进行预处理，分别以R、G、B三通道处理得到三张灰度图片，选取三张灰度图片中对比度最高的一张作为后续处理的灰度图片；
(2)图像边缘检测：设定边缘检测时像素点之间边缘判定的色差控制差值，当像素点之间的色差大于等于色差控制差值时，则判定像素点之间为边缘位置，通过对比计算，来判定灰度图片中各个踏板的传动杆的边缘位置；
(3)计算各个踏板的传动杆边缘在灰度图片中对应的像素点坐标；
(4)计算各个踏板的传动杆的行程长度：根据各个踏板的传动杆的边缘在灰度图片中对应的像素点坐标和高速工业相机的成像角度，计算出各个踏板的传动杆实时的行程长度d；
(5)校准：获取各个踏板的传动杆在没有推动时的位置d0，获取各个踏板的传动杆推动到最大行程时的位置d1;
(6)计算各个踏板的推动量k=d/( d1- d0)。
本发明中所述汽车驾驶模拟器中的方向盘的传动杆上装有横杆，高速工业相机安装在固定支架的正上方，用于对横杆的动态进行图像采集，并且高速工业相机拍摄图片的速度大于60帧。
本发明中所述汽车驾驶模拟器中的底座上设有罩体，底座上的各个设备置于罩体内；所述固定支架上装有与各个踏板相对应的LED灯条，LED灯条连接电源管理模块。
本发明具有以下优点：
(1)本发明只采用一台高速工业相机即可实现对离合器踏板、刹车踏板、油门踏板及方向盘工作动态图像的实时采集，并通过工控机实现了对三个踏板的推动量和方向盘的转动量的精确计算，不仅成本低廉、误差小，而且直观明了地显示了三个踏板和方向盘的工作动态，模拟效果好；
(2)本发明通过设置在各个档位上的接近开关，实现了对档位器的档杆进行挂挡动作的实时监测，相对于机械式的触碰开关而言，用接近开关对档位信息的采集更加灵敏准确，不易受到外界条件干扰，实现了对档位器的挂挡动作和换挡动作的实时模拟；
(3)本发明通过在底座上设置罩体，使得模拟器在进行现场模拟时不易受到外界干扰，保证了现场人员的作业安全；同时通过LED灯条进行照明，确保了高速工业相机摄像的清晰度，以便工控机进行图片处理。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中方向盘的结构示意图；
图3是本发明的控制结构框图。
图中：1—底座，2—座椅，3—档位器，4—手刹，5—方向盘，6—离合器踏板，7—刹车踏板，8—油门踏板，9—固定支架，10—高速工业相机,11—电源管理模块，12—工控机，13—显示器，14—接近开关，15—横杆，16—罩体，17—LED灯条，18—拉力传感器。
具体实施方式
参见图1-3，本发明中所述的汽车驾驶模拟器包括底座1和设置在底座1上的座椅2、档位器3、手刹4、方向盘5以及从左往右并排布置的离合器踏板6、刹车踏板7、油门踏板8；所述方向盘5和三个踏板安装在固定支架9上，在固定支架9上还装有高速工业相机10，用于在三个踏板在动作时，对踏板的传动杆的动态进行图像采集；在固定支架9右侧的底座1上装有电源管理模块11、工控机12和显示器13；在档位器3上的各个档位上均装有接近开关14，在档位器3的档杆完成挂挡动作时，设置在相应档位的接近开关14发出开关信号；所述手刹4与底座1之间装有拉力传感器18，用于检测手刹4是否动作；所述电源管理模块11为高速工业相机10、工控机12和显示器13提供工作电源；所述高速工业相机10和各个接近开关14以及拉力传感器18分别通讯连接工控机12，工控机12通讯连接显示器13，工控机12对高速工业相机10传输过来的图像进行处理，计算出各个踏板的传动杆的行程长度及其推动量，并且将接近开关14传输的开关信号转换为档位器3的档位信息；所述显示器13用于显示档位器3、手刹4及各个踏板的动作信息；
采用上述汽车驾驶模拟器进行图像信息处理的方法包括以下步骤：
(1)图像预处理：对高速工业相机10采集到的图像进行预处理，分别以R、G、B三通道处理得到三张灰度图片，选取三张灰度图片中对比度最高的一张作为后续处理的灰度图片；
(2)图像边缘检测：设定边缘检测时像素点之间边缘判定的色差控制差值，当像素点之间的色差大于等于色差控制差值时，则判定像素点之间为边缘位置，通过对比计算，来判定灰度图片中各个踏板的传动杆的边缘位置；
(3)计算各个踏板的传动杆边缘在灰度图片中对应的像素点坐标；
(4)计算各个踏板的传动杆的行程长度：根据各个踏板的传动杆的边缘在灰度图片中对应的像素点坐标和高速工业相机10的成像角度，计算出各个踏板的传动杆实时的行程长度d；
(5)校准：获取各个踏板的传动杆在没有推动时的位置d0，获取各个踏板的传动杆推动到最大行程时的位置d1;
(6)计算各个踏板的推动量k=d/( d1- d0)。
本实施例中所述汽车驾驶模拟器中的底座1上设有罩体16，底座1上的各个设备置于罩体16内；所述固定支架9上装有与各个踏板相对应的LED灯条17，LED灯条17连接电源管理模块，通过LED灯条17进行照明，确保了高速工业相机10摄像的清晰度，以便工控机12进行图片处理。
本实施例中所述汽车驾驶模拟器中的方向盘5的传动杆上装有横杆15，高速工业相机10安装在固定支架9的正上方，用于对横杆15的动态进行图像采集，并且高速工业相机10拍摄图片的速度大于60帧。工控机12可采用上述相同的方式对高速工业相机10采集到的横杆15图像信息进行处理，以此计算出方向盘5转动的角度，并将方向盘5的转动信息通过显示器13显示出来。
应当指出的是，本发明不限于实施方式，在本发明中还可以采用高速工业相机对三个踏板的传动杆及方向盘上的横杆的投影进行图像采集，以此得到三个踏板的推动量和方向盘的转动角度。简而言之，在驾驶模拟器中只要通过各类取像设备（取景器、摄像头），并采用相同的原理获取三个踏板和方向盘实时动态的数据的方式均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法，该汽车驾驶模拟器包括底座和设置在底座上的座椅、档位器、手刹、方向盘以及从左往右并排布置的离合器踏板、刹车踏板、油门踏板，其特征是：所述方向盘和三个踏板安装在固定支架上，在固定支架上还装有高速工业相机，用于在三个踏板在动作时，对踏板的传动杆的动态进行图像采集；在固定支架右侧的底座上装有电源管理模块、工控机和显示器；在档位器上的各个档位上均装有接近开关，在档位器的档杆完成挂挡动作时，设置在相应档位的接近开关发出开关信号；所述手刹与底座之间装有拉力传感器；所述电源管理模块为高速工业相机、工控机和显示器提供工作电源；所述高速工业相机和各个接近开关以及拉力传感器分别通讯连接工控机，工控机通讯连接显示器，工控机对高速工业相机传输过来的图像进行处理，计算出各个踏板的传动杆的行程长度及其推动量，并且将接近开关传输的开关信号转换为档位器的档位信息；所述显示器用于显示档位器、手刹及各个踏板的动作信息；
采用上述汽车驾驶模拟器进行图像信息处理的方法包括以下步骤：
(1)图像预处理：对高速工业相机采集到的图像进行预处理，分别以R、G、B三通道处理得到三张灰度图片，选取三张灰度图片中对比度最高的一张作为后续处理的灰度图片；
(2)图像边缘检测：设定边缘检测时像素点之间边缘判定的色差控制差值，当像素点之间的色差大于等于色差控制差值时，则判定像素点之间为边缘位置，通过对比计算，来判定灰度图片中各个踏板的传动杆的边缘位置；
(3)计算各个踏板的传动杆边缘在灰度图片中对应的像素点坐标；
(4)计算各个踏板的传动杆的行程长度：根据各个踏板的传动杆的边缘在灰度图片中对应的像素点坐标和高速工业相机的成像角度，计算出各个踏板的传动杆实时的行程长度d；
(5)校准：获取各个踏板的传动杆在没有推动时的位置d0，获取各个踏板的传动杆推动到最大行程时的位置d1;
(6)计算各个踏板的推动量k=d/( d1- d0)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法，其特征是：所述汽车驾驶模具器中的方向盘的传动杆上装有横杆，高速工业相机安装在固定支架的正上方，用于对横杆的动态进行图像采集，并且高速工业相机拍摄图片的速度大于60帧。
3.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法，其特征是：所述汽车驾驶模具器中的底座上设有罩体，底座上的各个设备置于罩体内；所述固定支架上装有与各个踏板相对应的LED灯条，LED灯条连接电源管理模块。
CN201610913690.9A 2016-10-20 2016-10-20 一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法 Active CN106409060B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610913690.9A CN106409060B (zh) 2016-10-20 2016-10-20 一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610913690.9A CN106409060B (zh) 2016-10-20 2016-10-20 一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106409060A CN106409060A (zh) 2017-02-15
CN106409060B true CN106409060B (zh) 2022-12-06

Family

ID=58012155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610913690.9A Active CN106409060B (zh) 2016-10-20 2016-10-20 一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106409060B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107526906A (zh) * 2017-10-11 2017-12-29 吉林大学 一种基于数据采集的驾驶风格辨识装置及方法
CN109326169A (zh) * 2018-11-28 2019-02-12 山东海格尔信息技术股份有限公司 一种检测调整汽车座椅动作的装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101447077A (zh) * 2008-12-18 2009-06-03 浙江大学 面向纺织行业的彩色纺织纹理图像的边缘检测方法
CN102269656A (zh) * 2010-08-04 2011-12-07 长安大学 一种驾驶员踏板操作行为的测量装置及其监测方法
CN102819850A (zh) * 2012-08-16 2012-12-12 李勃 基于局部自适应色差阈值的彩色图像边缘检测的方法
CN103017869A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 华南农业大学 一种基于数字图像处理的水位测定系统及方法
CN104517494A (zh) * 2014-12-29 2015-04-15 东莞市新雷神仿真控制有限公司 驾驶员制动反应测试系统
CN105869472A (zh) * 2016-06-29 2016-08-17 徐次香 一种汽车驾驶模拟器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101447077A (zh) * 2008-12-18 2009-06-03 浙江大学 面向纺织行业的彩色纺织纹理图像的边缘检测方法
CN102269656A (zh) * 2010-08-04 2011-12-07 长安大学 一种驾驶员踏板操作行为的测量装置及其监测方法
CN102819850A (zh) * 2012-08-16 2012-12-12 李勃 基于局部自适应色差阈值的彩色图像边缘检测的方法
CN103017869A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 华南农业大学 一种基于数字图像处理的水位测定系统及方法
CN104517494A (zh) * 2014-12-29 2015-04-15 东莞市新雷神仿真控制有限公司 驾驶员制动反应测试系统
CN105869472A (zh) * 2016-06-29 2016-08-17 徐次香 一种汽车驾驶模拟器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于机器视觉的产品包装检测系统研究;齐瑞骞;《硕士学位论文》;20080811;第67-68页 *
工件非接触检测中机器视觉的研究与应用;段德山;《硕士学位论文》;20071130;第6-7页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106409060A (zh) 2017-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105683882B (zh) 等待时间测量与测试系统和方法
US10832478B2 (en) Method and system for virtual sensor data generation with depth ground truth annotation
JP2018190443A5 (zh)
ATE513711T1 (de) Vorrichtung zur überwachung einer fahrzeugumgebung
GB2544634A (en) Testbed for lane boundary detection in virtual driving environment
CN102007521B (zh) 车辆周围监测装置
EP1857910A3 (en) Device having display buttons and display method and medium for the device
CN106409060B (zh) 一种汽车驾驶模拟器的图像处理方法
TR201903634T4 (tr) Bi̇r araç i̇çi̇n ayna deği̇şti̇rme si̇stemi̇
TW200718202A (en) Surveillance camera system, remote-controlled monitoring device, control method, and their control program
CN101044390B (zh) 视觉距离测量设备及其用途
EP1970839A3 (en) Apparatus, method, and program for face feature point detection
CN105716645B (zh) 一种国四商用车组合仪表的自动化检测方法
CN111487320B (zh) 基于三维光学成像传感器的三维超声成像方法和系统
JP2006244047A5 (zh)
EP2189941A3 (en) Methods and apparatus for measuring 3D dimensions on 2D images
CN103743425B (zh) 仪表指针动态响应能力的检测方法
CN103697929A (zh) 仪表指针运动状态的检测方法
JP6086515B1 (ja) 運転技量評価装置、サーバ装置、運転技量評価システム、プログラムおよび運転技量評価方法
CN2837955Y (zh) 一种汽车驾驶模拟器
CN206363573U (zh) 一种汽车驾驶模拟器
WO2018100238A3 (en) Imaging system and method of producing context and focus images
CN209785022U (zh) 基于人脸识别的多人场景专注度识别装置
CN107452246A (zh) 一种汽车驾驶模拟器
CN110956866A (zh) 一种基于vr技术的驾驶模拟系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20221115

Address after: No. 809, Central Avenue, Jiaojiang District, Taizhou City, Zhejiang Province, 318001

Applicant after: STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER CO., LTD. TAIZHOU POWER SUPPLY Co.

Address before: 435000 Yiyang Road, Chenjiawan, Xisai Mountain Area, Huangshi City, Hubei Province 434-12

Applicant before: Xu Cixiang

Applicant before: Li Tianting

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant