CN108569189A - 一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置及方法 - Google Patents

一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置及方法，它相较于现有的车灯反射镜安装系统相比，集调光和安装功能于一体，大大提高了生产效率并且保证了较高的合格率，解决了车灯反射镜安装的难题。鉴于以上理由，本发明可以广泛用于车灯的自动化生产技术领域。

Description

一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置及方法
技术领域
本发明涉及车灯的自动化生产技术领域，尤其涉及一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置及方法。
背景技术
随着汽车工业的不断发展，汽车车灯生产过程的自动化程度也越来越高。尤其是在现今高速发展的矩阵式式ADB前照灯(Matrix Adaptive Driving Beam System，自适应远光系统)在生产过程中，的安装过程尤为重要，它直接影响到最终车灯的光形。位置只需1毫米的偏移，光形就会发生很大的改变。
在当前车灯的安装位置大都是固定的，不可调。在车灯终检时有很大概率导致光形不合格。将位置设计成可调的，在安装过程又会有很大的困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中当车灯固定安装时，光形合格率高；当车灯非固定安装时，安装困难的问题，本发明提供一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置及方法来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置，用于调整设置在散热器的腰孔中点位置的车灯反射镜，所述车灯反射镜为六个；所述散热器的水平中心线上设置车灯单元，且所述车灯反射镜设置在所述车灯单元两侧，一侧各三个，两侧所述车灯反射镜之间非对称安装，其特征在于：所述车灯反射镜调整装置包括图像采集处理单元、控制处理单元、执行单元和所述车灯单元；所述控制处理单元分别电连接所述图像采集处理单元、所述执行单元和所述车灯单元；其中，所述控制处理单元点亮所述车灯单元；所述车灯单元为所述车灯反射镜提供光源；所述图像采集处理单元实时获取六个所述车灯反射镜通过所述车灯单元反射的光形信息，并将记载有光形信息的黑白图像发送给所述控制处理单元；所述控制处理单元针对记载有光形信息的黑白图像中的灰度值进行处理，得到同侧三个所述车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个所述车灯反射镜的平均光形截止线，并判断同侧三个所述车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个所述车灯反射镜的平均光形截止线是否重合；若不重合，则将每一所述车灯反射镜光形截止线的纵坐标减去同侧所对应的平均光形截止线的纵坐标，得到每一所述车灯反射镜的位移量，并将位移量转换成控制信号给所述执行单元；所述执行单元按照位移量调整所述车灯反射镜位置，直到同侧三个所述车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个所述车灯反射镜的平均光形截止线重合，则所述控制处理单元发送控制命令给所述执行单元紧固车灯反射镜。
所述控制处理单元采用工控机。
所述执行单元采用工业机械手。
所述车灯单元采用LED铝基板。
所述图像采集处理单元包括菲尼尔透镜、幕布、CCD相机和图像处理模块；所述菲尼尔透镜和所述幕布设置在所述车灯反射镜的光路上，且二者间隔设置；所述CCD相机面向所述幕布；所述CCD相机电连接所述图像处理模块，所述图像处理模块电连接所述控制处理单元；所述车灯反射镜反射出来的光线通过所述菲尼尔透镜变成平行光线投射在所述幕布上；所述CCD相机采集所述幕布上的光形信息，并将该光形信息传送给所述图像处理模块进行对比度拉伸函数处理，实现图像加强，并将处理后的图像传送给所述控制处理单元。
所述CCD相机采用黑白CCD工业相机。
一种基于图像处理的车灯反射镜调整方法，它包括以下步骤：1)控制处理单元控制执行单元将六个车灯反射镜逐个安插在散热器的腰孔中点位置，散热器的水平中心线上设置车灯单元，且车灯反射镜设置在车灯单元两侧，一侧各三个，两侧车灯反射镜之间非对称安装；2)控制处理单元发送控制信号点亮车灯单元；车灯单元发出的光经过车灯反射镜反射之后，光线通过菲尼尔透镜准直成较平行的光线投影在幕布上；3)图像采集处理单元中的CCD相机面向幕布，并开始实时采集车灯反射镜产生的光形，并将具有光形的黑白灰度图像传送给图像处理模块进行对比度拉伸函数处理，经过处理之后的图像通过以太网有线将黑白灰度图像传输给控制处理单元；4)控制处理单元针对记载有光形信息的黑白图像中的灰度值进行处理得到同侧三个车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜的平均光形截止线，并判断同侧三个车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜的平均光形截止线是否重合；若重合，则进入步骤7)；若不重合，则将每一车灯反射镜光形截止线的纵坐标减去同侧所对应的平均光形截止线的纵坐标，得到每一车灯反射镜的位移量，并将位移量转换成控制信号给执行单元；5)执行单元按照接收的位移量控制信号调整车灯反射镜的位移；6)控制处理单元针对记载有光形信息的黑白图像中的灰度值进行处理得到同侧三个车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜的平均光形截止线，并判断同侧三个车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜的平均光形截止线是否重合；若重合，则进入步骤7)；若不重合，则将每一车灯反射镜光形截止线的纵坐标减去同侧所对应的平均光形截止线的纵坐标，得到每一车灯反射镜的位移量，并将位移量转换成控制信号给执行单元，返回步骤5)；7)紧固车灯反射镜。
本发明的有益效果是：本发明采用控制处理单元点亮车灯单元；车灯单元为车灯反射镜提供光源；图像采集处理单元实时获取六个车灯反射镜通过车灯单元反射的光形信息，并将记载有光形信息的黑白图像发送给控制处理单元；控制处理单元针对记载有光形信息的黑白图像中的灰度值进行处理，得到同侧三个车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜的平均光形截止线，并判断同侧三个车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜的平均光形截止线是否重合；若不重合，则将每一车灯反射镜光形截止线的纵坐标减去同侧所对应的平均光形截止线的纵坐标，得到每一车灯反射镜的位移量，并将位移量转换成控制信号给执行单元；执行单元按照位移量调整车灯反射镜位置，直到同侧三个车灯反射镜各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜的平均光形截止线重合，则控制处理单元发送控制命令给执行单元紧固车灯反射镜。本发明由于采用以上调整车灯反射镜的装置和方法，相较于现有的车灯反射镜安装系统相比，集调光和安装功能于一体，大大提高了生产效率并且保证了较高的合格率，解决了车灯反射镜安装的难题。鉴于以上理由，本发明可以广泛用于车灯的自动化生产技术领域。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明装置的原理示意图；
图2是本发明的菲尼尔透镜、幕布、CCD相机、车灯单元和车灯反射镜相对位置示意图；
图3是本发明方法的控制流程图；
图4是本发明的车灯单元、车灯反射镜和散热器相对位置示意图；
图5是本发明的光形截止线和平均光形截止线对比示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置，它包括图像采集处理单元1、控制处理单元2、执行单元3和车灯单元4。
其中，图像采集处理单元1包括菲尼尔透镜11、幕布12、CCD相机13和图像处理模块14。
如图2所示，图像采集处理单元1包括菲尼尔透镜11、幕布12、CCD相机13和图像处理模块14；菲尼尔透镜11和幕布12设置在车灯反射镜5的光路上，且二者间隔设置；CCD相机13面向幕布12；CCD相机电连接图像处理模块14，图像处理模块14电连接控制处理单元2。
上述实施例中，CCD相机13采用黑白CCD工业相机，可以采用包括但不限于Basler的acA1280-60gm。
上述实施例中，图像处理模块14采用MV-X100。
控制处理单元2采用工控机，用于点亮车灯单元4为车灯反射镜5提供光源，还用于处理来自图像采集处理单元1传送的图像，用于控制执行单元3调整车灯反射镜5前后位移。
执行单元3采用工业机械手，用于完成车灯反射镜5前后调整。
车灯单元4采用LED铝基板，用于车灯反射镜5提供光源。
上述实施例中，控制处理单元2采用研华SYS-4U610-3A51-AOL。
如图3所示，一种车灯反射镜调整方法，它包括以下步骤：
1)如图4所示，控制处理单元2控制工业机械手将六个车灯反射镜5逐个安插在散热器6的腰孔中点位置，以车灯单元4中的LED铝基板为基准一侧三个，且两侧车灯反射镜5之间非对称安装；
2)控制处理单元2发送控制信号点亮车灯单元4，即点亮LED铝基板；车灯单元4中LED铝基板发出的光经过车灯反射镜5反射之后，光线通过菲尼尔透镜11准直成较平行的光线投影在幕布12上；
3)图像采集处理单元1中的CCD相机13面向幕布12，并开始实时采集车灯反射镜5产生的光形，并将具有光形的黑白灰度图像传送给图像处理模块14进行对比度拉伸函数处理，实现图像加强，经过预处理之后的图像通过以太网有线将黑白灰度图像传输给控制处理单元2；
4)控制处理单元2针对记载有光形信息的黑白图像中的灰度值进行处理得到同侧三个车灯反射镜5各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜5的平均光形截止线，并判断同侧三个车灯反射镜5各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜5的平均光形截止线是否重合；
若重合，则进入步骤7)；
若不重合，则将每一车灯反射镜5光形截止线的纵坐标减去同侧所对应的平均光形截止线的纵坐标，得到每一车灯反射镜5的位移量，并将位移量转换成控制信号给执行单元3；
上述控制处理单元2对采集到的黑白灰度图像中的灰度值进行分析，通过分析得到光形截止线，分析过程如下：灰度范围是0-255白—>黑，整个黑白灰度图像的每一个像素都是已知的，选定一个图像区域(选定一个图像区域根据工作人员的工作经验而定，在此不再详述)，通过对比相邻像素之间的差值即灰度差；当灰度差超过预定值(预定值根据工作人员的工作经验而定，在此不再详述)时，找出相邻像素中高灰度像素所对应的坐标，当完成所选定图像区域内所有相邻像素之间的差值比较，找出所有相邻像素之间较高灰度值的像素坐标(xi，yi)，其中i取值为N+正整数(1，2，3，…)，求出选定图像区域内所有像素点纵坐标的均值将其赋值于所选取出来的选定图像区域内所有较高灰度值的纵坐标，得到所有新的像素坐标并且转换成RGB(0，255，0)绿色，得到光形截止线。
上述位移量的计算过程如下：
首先调整车灯单元4中LED铝基板同侧的三个车灯反射镜5的位置，如图5所示，采用以上方法获得每一车灯反射镜5的光形截止线，即第一车灯反射镜5像素坐标所对应的第一条光形截止线；第二车灯反射镜5像素坐标所对应的第二条光形截止线；第三车灯反射镜5像素坐标所对应的第三条光形截止线；求取三个车灯反射镜5像素纵坐标的平均值 得到第一侧平均光形截止线，将每一反射镜5的光形截止线所对应的像素纵坐标减去平均值得到每一反射镜5的位移量，即第一车灯反射镜5的位移量为第二车灯反射镜5的位移量为第三车灯反射镜5的位移量为同理可得另一侧三个反射镜5的位移量，即 其中为第一个车灯反射镜5的光形截止线所对应的纵坐标平均值，为第二个车灯反射镜5的光形截止线所对应的纵坐标平均值，为第三个车灯反射镜5的光形截止线所对应的纵坐标平均值，为第四个车灯反射镜5的光形截止线所对应的纵坐标平均值，为第五个车灯反射镜5的光形截止线所对应的纵坐标平均值，为第六个车灯反射镜5的光形截止线所对应的纵坐标平均值，为另一侧三个车灯反射镜5的像素纵坐标的平均值。
上述判断同侧三个车灯反射镜5各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜5的平均光形截止线是否重合的依据在于：本发明中的重合是近似重合，即满足同侧的三个车灯反射镜5之间，位于同侧三个车灯反射镜5的位移量绝对值之和小于误差容许值，即|Δy1|+|Δy2|+|Δy3|<误差容许值，|Δy4|+|Δy5|+|Δy6|<误差容许值，误差容许值根据实际情况而定或者根据工作经验值而定，在此不做详述；
5)执行单元3中的工业机械手按照接收的位移量控制信号调整车灯反射镜5的位移；
6)控制处理单元2针对记载有光形信息的黑白图像中的灰度值进行处理得到同侧三个车灯反射镜5各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜5的平均光形截止线，并判断同侧三个车灯反射镜5各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜5的平均光形截止线是否重合；
若重合，则进入步骤7)；
若不重合，则将每一车灯反射镜5光形截止线的纵坐标减去同侧所对应的平均光形截止线的纵坐标，得到每一车灯反射镜5的位移量，并将位移量转换成控制信号给执行单元3，返回步骤5)；
7)紧固车灯反射镜5。
综上所述，控制处理单元2对采集到的黑白灰度图像中的灰度值进行分析，通过分析得到光形截止线，不断迭代，直至判断光形截止线与平均截止线之间的误差在误差容许值范围之内，才进行紧固车灯反射镜5。
综上所述，本发明采用以上调整车灯反射镜5的装置和方法与现有的车灯反射镜5安装系统相比，集调光和安装功能于一体，大大提高了生产效率并且保证了较高的合格率，解决了车灯反射镜安装的难题。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置，用于调整设置在散热器(6)的腰孔中点位置的车灯反射镜(5)，所述车灯反射镜(5)为六个；所述散热器(6)的水平中心线上设置车灯单元(4)，且所述车灯反射镜(5)设置在所述车灯单元(4)两侧，一侧各三个，两侧所述车灯反射镜(5)之间非对称安装，其特征在于：所述车灯反射镜调整装置包括图像采集处理单元(1)、控制处理单元(2)、执行单元(3)和所述车灯单元(4)；所述控制处理单元(2)分别电连接所述图像采集处理单元(1)、所述执行单元(3)和所述车灯单元(4)；
其中，所述控制处理单元(2)点亮所述车灯单元(4)；
所述车灯单元(4)为所述车灯反射镜(5)提供光源；
所述图像采集处理单元(1)实时获取六个所述车灯反射镜(5)通过所述车灯单元(4)反射的光形信息，并将记载有光形信息的黑白图像发送给所述控制处理单元(2)；
所述控制处理单元(2)针对记载有光形信息的黑白图像中的灰度值进行处理，得到同侧三个所述车灯反射镜(5)各自对应的光形截止线和同侧三个所述车灯反射镜(5)的平均光形截止线，并判断同侧三个所述车灯反射镜(5)各自对应的光形截止线和同侧三个所述车灯反射镜(5)的平均光形截止线是否重合；
若不重合，则将每一所述车灯反射镜(5)光形截止线的纵坐标减去同侧所对应的平均光形截止线的纵坐标，得到每一所述车灯反射镜(5)的位移量，并将位移量转换成控制信号给所述执行单元(3)；所述执行单元(3)按照位移量调整所述车灯反射镜(5)位置，直到同侧三个所述车灯反射镜(5)各自对应的光形截止线和同侧三个所述车灯反射镜(5)的平均光形截止线重合，则所述控制处理单元(2)发送控制命令给所述执行单元(3)紧固车灯反射镜。
2.如权利要求1的一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置，其特征在于：所述控制处理单元(2)采用工控机。
3.如权利要求1的一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置，其特征在于：所述执行单元(3)采用工业机械手。
4.如权利要求2的一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置，其特征在于：所述执行单元(3)采用工业机械手。
5.如权利要求1或2或3或4的一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置，其特征在于：所述车灯单元(4)采用LED铝基板。
6.如权利要求1或2或3或4的一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置，其特征在于：所述图像采集处理单元(1)包括菲尼尔透镜(11)、幕布(12)、CCD相机(13)和图像处理模块(14)；所述菲尼尔透镜(11)和所述幕布(12)设置在所述车灯反射镜(5)的光路上，且二者间隔设置；所述CCD相机(13)面向所述幕布(12)；所述CCD相机电连接所述图像处理模块(14)，所述图像处理模块(14)电连接所述控制处理单元(2)；
所述车灯反射镜(5)反射出来的光线通过所述菲尼尔透镜(11)变成平行光线投射在所述幕布(12)上；所述CCD相机(13)采集所述幕布(12)上的光形信息，并将该光形信息传送给所述图像处理模块(14)进行对比度拉伸函数处理，实现图像加强，并将处理后的图像传送给所述控制处理单元(2)。
7.如权利要求6的一种基于图像处理的车灯反射镜调整装置，其特征在于：所述CCD相机(13)采用黑白CCD工业相机。
8.一种基于图像处理的车灯反射镜调整方法，它包括以下步骤：
1)控制处理单元(2)控制执行单元(3)将六个车灯反射镜(5)逐个安插在散热器(6)的腰孔中点位置，散热器(6)的水平中心线上设置车灯单元(4)，且车灯反射镜(5)设置在车灯单元(4)两侧，一侧各三个，两侧车灯反射镜(5)之间非对称安装；
2)控制处理单元(2)发送控制信号点亮车灯单元(4)；车灯单元(4)发出的光经过车灯反射镜(5)反射之后，光线通过菲尼尔透镜(11)准直成较平行的光线投影在幕布(12)上；
3)图像采集处理单元(1)中的CCD相机(13)面向幕布(12)，并开始实时采集车灯反射镜(5)产生的光形，并将具有光形的黑白灰度图像传送给图像处理模块(14)进行对比度拉伸函数处理，经过处理之后的图像通过以太网有线将黑白灰度图像传输给控制处理单元(2)；
4)控制处理单元(2)针对记载有光形信息的黑白图像中的灰度值进行处理得到同侧三个车灯反射镜(5)各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜(5)的平均光形截止线，并判断同侧三个车灯反射镜(5)各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜(5)的平均光形截止线是否重合；若重合，则进入步骤7)；若不重合，则将每一车灯反射镜(5)光形截止线的纵坐标减去同侧所对应的平均光形截止线的纵坐标，得到每一车灯反射镜(5)的位移量，并将位移量转换成控制信号给执行单元(3)；
5)执行单元(3)按照接收的位移量控制信号调整车灯反射镜(5)的位移；
6)控制处理单元(2)针对记载有光形信息的黑白图像中的灰度值进行处理得到同侧三个车灯反射镜(5)各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜(5)的平均光形截止线，并判断同侧三个车灯反射镜(5)各自对应的光形截止线和同侧三个车灯反射镜(5)的平均光形截止线是否重合；若重合，则进入步骤7)；若不重合，则将每一车灯反射镜(5)光形截止线的纵坐标减去同侧所对应的平均光形截止线的纵坐标，得到每一车灯反射镜(5)的位移量，并将位移量转换成控制信号给执行单元(3)，返回步骤5)；
7)紧固车灯反射镜(5)。
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