CN112947032B - 一种钟表校准的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种钟表校准的装置及方法，通过视觉方式利用摄像模块实时拍摄钟表当前时钟时间，图像处理单元接收当前时钟时间图像，并根据算法对图像数据进行处理，获得调整后的时钟时间，获取调整后的时钟时间，将钟表校准装置的原点与钟表原点对齐，吸附钟表指针，并根据获得调整后的时钟时间调整钟表时钟时间。本发明利用图像处理单元的循环数据处理方式获取钟表当前时钟进行精准校准，更加方便，效率更高，智能化程度更高。

Description

一种钟表校准的装置及方法
技术领域
本发明涉及钟表校准的技术领域，特别涉及一种钟表校准的装置及方法。
背景技术
指针表的机械误差问题是指针式钟表的常见问题，指针式钟表的指针在运行时支撑在转动轴上，长时间机械运动会导致钟表时钟与标准时钟存在误差，走时误差通常是以±几十秒/天为单位的，误差较小，不便于消费者进行观测。针对钟表类产品的走时误差，需要在实验室的条件下，经过较长时间测量才可以获知，普通消费者通常没有能力对钟表类产品的误差进行确定。
现有技术中，存在很多方法对钟表进行校准，但是大多是通过多次比对标准时钟时间信号来实现，这种方式对普通用户不方便，效率较低。
发明内容
基于上述问题，本发明提供了一种钟表校准的装置及方法，基于视觉和声波脉冲检测钟表实现校准，相比于现有技术更加方便，效率更高。
为实现上述目的，本发明提出了一种钟表校准的装置，
所述装置包括摄像模块、图像处理单元、吸附表针模块、钟表供电模块；
摄像模块，用于实时获取钟表的当前时钟时间图像，并发送至图像处理单元；
图像处理单元，用于接收当前时钟时间图像，并根据算法对图像数据进行处理，获得调整后的时钟时间；
吸附表针模块，用于获取调整后的时钟时间，将钟表校准装置的原点与钟表原点对齐，吸附钟表指针，并根据所述调整后的时钟时间调整钟表时钟时间；
钟表供电模块，用于校准时给钟表供电。
进一步地，图像处理单元执行循环调整，直至校准无误差停止。
进一步地，图像处理单元获取调整后的时钟时间具体包括：
图像处理单元接收摄像模块实时拍摄的钟表指针图片，将所述钟表指针图片转化为钟表灰阶图，将所述钟表灰阶图经过二值化处理转为钟表二值图；
建立钟表坐标系，标记偏移度；建立图片坐标系，获得直线到图片坐标系原点最短距离以及直线上到图片坐标系原点的最短距离点到图片坐标系原点之间的直线与图片坐标系x轴之间的角度，转换为钟表坐标系的点；
检测并标记所述钟表二值图所有点，并组成第一点集合，对于第一点集合检测所有经过的直线并放入第一矩阵，将第一矩阵按照钟表坐标系，转化为钟表坐标系中的第二点集合，将所有点绘制在钟表坐标系中，所述钟表二值图每个点的所有直线，对应着钟表坐标系中的一条曲线，所有曲线的交叉点为所述钟表二值图的指针；
识别三组直线为指针，分别计算两组指针的两个端点之间的距离，记为第一距离、第二距离、第三距离，建立指针坐标系，比较第一距离、第二距离、第三距离之间大小，最小的为小时指针，最大的为秒指针，中间的为分钟指针。对于小时指针，将偏移度与预设的小时指针偏移度对照表比较，获取小时时间；对于分钟指针，将偏移度与预设的分钟指针偏移度对照表比较，获取分钟时间；对于秒指针，将偏移度与预设的秒指针偏移度对照表比较，获取秒时间；
通过GPS卫星获取标准时钟时间，对应于所述小时时间、分钟时间以及秒时间进行比对校准，获得小时指针、分钟指针以及秒指针的数据，组成调整后的时钟时间，将调整后的时钟时间发送至吸附表针模块。
进一步地，钟表供电模块提供适用电压给待校准钟表供电。
进一步地，所述标准时钟时间通过GPS卫星获得。
此外，本发明还提供了一种钟表校准的方法，
步骤201，接入适用电压给钟表供电；
步骤202，实时获取钟表的当前时钟时间图像，并发送至图像处理单元；
步骤203，接收当前时钟时间图像，并根据算法对图像数据进行处理，获得调整后的时钟时间；
步骤204，获取调整后的时钟时间，将钟表校准装置的原点与钟表原点对齐，吸附钟表指针，并根据获得调整后的时钟时间调整钟表时钟时间。
进一步地，图像处理单元执行循环调整，直至校准无误差停止。
进一步地，获取调整后的时钟时间具体包括：
图像处理单元接收摄像模块实时拍摄的钟表指针图片，将所述钟表指针图片转化为钟表灰阶图，将所述钟表灰阶图经过二值化处理转为钟表二值图；
建立钟表坐标系，标记偏移度；建立图片坐标系，获得直线到图片坐标系原点最短距离以及直线上到图片坐标系原点的最短距离点到图片坐标系原点之间的直线与图片坐标系x轴之间的角度，转换为钟表坐标系的点；
检测并标记所述钟表二值图所有点，并组成第一点集合，对于第一点集合检测所有经过的直线并放入第一矩阵，将第一矩阵按照钟表坐标系，转化为钟表坐标系中的第二点集合，将所有点绘制在钟表坐标系中，所述钟表二值图每个点的所有直线，对应着钟表坐标系中的一条曲线，所有曲线的交叉点为所述钟表二值图的指针；
识别三组直线为指针，分别计算两组指针的两个端点之间的距离，记为第一距离、第二距离、第三距离，建立指针坐标系，比较第一距离、第二距离、第三距离之间大小，最小的为小时指针，最大的为秒指针，中间的为分钟指针。对于小时指针，将偏移度与预设的小时指针偏移度对照表比较，获取小时时间；对于分钟指针，将偏移度与预设的分钟指针偏移度对照表比较，获取分钟时间；对于秒指针，将偏移度与预设的秒指针偏移度对照表比较，获取秒时间；
通过GPS卫星获取标准时钟时间，对应于所述小时时间、分钟时间以及秒时间进行比对校准，获得小时指针、分钟指针以及秒指针的数据，组成调整后的时钟时间，将调整后的时钟时间发送至吸附表针模块。
进一步地，钟表供电模块提供适用电压给待校准钟表供电。
进一步地，所述标准时钟时间通过GPS卫星获得。
本发明提出了一种钟表校准的装置及方法，通过视觉方式利用摄像模块实时拍摄钟表当前时钟时间，图像处理单元接收当前时钟时间图像，并根据算法对图像数据进行处理，获得调整后的时钟时间，获取调整后的时钟时间，将钟表校准装置的原点与钟表原点对齐，吸附钟表指针，并根据获得调整后的时钟时间调整钟表时钟时间。本发明利用图像处理单元的循环数据处理方式获取钟表当前时钟进行精准校准，更加方便，效率更高，智能化程度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的钟表校准的装置示意图；
图2为本发明的钟表校准的方法流程图；
图3为本发明技术方案使用的钟表坐标系；
图4为本发明技术方案使用的图片坐标系。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种钟表校准的装置及方法，基于视觉的钟表实现校准，相比于现有技术更加方便，效率更高，智能化程度更高，普通用户即可实现钟表校准。
为实现上述目的，本发明提出了一种钟表校准的装置，如附图1所示，所述装置包括摄像模块101、图像处理单元102、吸附表针模块103、钟表供电模块104；
摄像模块101，用于实时获取钟表的当前时钟时间图像，并发送至图像处理单元；
摄像模块101拍摄钟表，从而获取当前时钟时间图像，并发送至图像处理单元102，进行处理。
图像处理单元102，用于接收当前时钟时间图像，并根据算法对图像数据进行处理，获得调整后的时钟时间；
图像处理单元102接收摄像模块拍摄的钟表指针图片Yphoto，将图片Yphoto转化为灰阶图Hphoto，将图片Hphoto经过二值化处理转为二值图Ephoto；如附图3所示，建立钟表坐标系，其中时针与分针的交汇点为原点Y，指针长度为半径S，α表示该点与钟表坐标系原点组成的直线与钟表坐标系向右的x轴之间的角度，表示为偏移度。如附图4所示，在图片坐标系中，D（x，y）为直线R上的一点，所述直线R到图片坐标系原点最短距离为L，该直线上到图片坐标系原点的最短距离点到图片坐标系原点之间的直线与图片坐标系x轴之间的角度为β。D点在钟表坐标系的坐标为（C，α）。其中C表示该点到钟表坐标系原点的距离。由上可计算得到
Figure 722454DEST_PATH_IMAGE001
。进一步计算得到
Figure 577278DEST_PATH_IMAGE002
。又因为
Figure 127706DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 460598DEST_PATH_IMAGE004
，进一步又得到
Figure 212654DEST_PATH_IMAGE005
，该公式表示图片坐标系中指针直线，转换为钟表坐标系中的一个点（L,β）。
检测并标记二值图Ephoto所有的点，并组成点集合Dm，m为钟表二值图中点的数量，对于点集合Dm检测所有经过的直线并放入矩阵
Figure 972799DEST_PATH_IMAGE006
，其中k为经过某个点的直线数量。将矩阵
Figure 115199DEST_PATH_IMAGE006
按照钟表坐标系，转化为钟表坐标系中的点集合Zk。将所有点绘制在钟表坐标系中，二值图中每个点的所有直线，对应着钟表坐标系中的一条曲线，因此所有曲线的交叉点为二值图中的指针。假设识别三组直线为指针分别记为Z1与Z2、Z3，分别计算两组指针的两个端点之间的距离，记为S1与S2、S3，建立指针坐标系，其中Z1(S1, α)，Z2(S2,α)，Z3(S3,α)表示三组指针。比较S1、S2、S3之间大小，最小的为小时指针，最大的为秒指针，中间的为分钟指针。对于小时指针，将与预设的小时指针偏移度对照表比较，获取小时时间。对于分钟指针，将α与预设的分钟指针偏移度对照表比较，获取分钟时间。对于秒指针，将α与预设的秒指针偏移度对照表比较，获取秒时间；通过GPS卫星获取标准时钟时间，对应于所述小时时间、分钟时间以及秒时间进行比对校准，获得小时指针、分钟指针以及秒指针的数据，组成调整后的时钟时间T1，将调整后的时钟时间T1发送至吸附表针模块103。图像处理单元102处理图像数据为循环处理方式直至校准结束，校准结束的标准是从GPS卫星获取的标准时钟时间与对应于所述小时时间、分钟时间以及秒时间没有误差。值得注意的是，本发明中若待校对的钟表不存在秒指针，则图像处理单元102不处理秒指针数据。
吸附表针模块103，用于获取调整后的时钟时间T1，将钟表校准装置的原点与钟表原点对齐，吸附钟表指针，并根据获得调整后的时钟时间T1调整钟表时钟时间。
按照时间T1，调整校准装置的小时、分钟、秒指针，与时间T1一致。将校准装置的原点与钟表原点对齐，将校准装置的指针吸附到钟表指针上。校准装置启动电压，被校准钟表开始工作。
钟表供电模块104，用于校准时给钟表供电。
钟表进行校准时，将该钟表置于本发明的校准装置上，去除钟表电池，输入手表适用电压，接入系统钟表供电模块104，启动校准装置进行校准。
相比于现有技术，本发明钟表校准的装置基于视觉实现校准，利用图像处理单元的循环数据处理方式获取钟表当前时钟进行精准校准，更加方便，效率更高，智能化程度更高。
另外，本发明提出了一种钟表校准的方法，如附图2所示，所述方法包括：
步骤201，接入适用电压给钟表供电。
钟表进行校准时，将该钟表置于本发明的校准装置上，去除钟表电池，输入手表适用电压，接入系统钟表供电模块104，启动校准装置进行校准。
步骤202，实时获取钟表的当前时钟时间图像，并发送至图像处理单元；
摄像模块101拍摄钟表，从而获取当前时钟时间图像，并发送至图像处理单元102，进行处理。
步骤203，接收当前时钟时间图像，并根据算法对图像数据进行处理，获得调整后的时钟时间；
图像处理单元102接收摄像模块拍摄的钟表指针图片Yphoto，将图片Yphoto转化为灰阶图Hphoto，将图片Hphoto经过二值化处理转为二值图Ephoto；
如附图3所示，建立钟表坐标系，其中时针与分针的交汇点为原点Y，指针长度为半径S，α表示该点与钟表坐标系原点组成的直线与钟表坐标系向右的x轴之间的角度，表示为偏移度。如附图4所示，在图片坐标系中，D（x，y）为直线R上的一点，所述直线R到图片坐标系原点最短距离为L，该直线R上到图片坐标系原点的最短距离点到图片坐标系原点之间的直线与图片坐标系x轴之间的角度为β。D点在钟表坐标系的坐标为（C，α）。其中C表示该点到钟表坐标系原点的距离。由上可计算得到
Figure 251782DEST_PATH_IMAGE001
。进一步计算得到
Figure 858344DEST_PATH_IMAGE002
。又因为
Figure 786461DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 416157DEST_PATH_IMAGE004
，进一步又得到
Figure 153168DEST_PATH_IMAGE005
，该公式表示图片坐标系中指针直线，转换为钟表坐标系中的一个点（L,β）。
检测并标记二值图Ephoto所有的点，并组成点集合Dm，m为钟表二值图中点的数量，对于点集合Dm检测所有经过的直线并放入矩阵
Figure 614237DEST_PATH_IMAGE006
，其中k为经过某个点的直线数量。将矩阵
Figure 981764DEST_PATH_IMAGE006
按照钟表坐标系，转化为钟表坐标系中的点集合Zk。将所有点绘制在钟表坐标系中，二值图中每个点的所有直线，对应着钟表坐标系中的一条曲线，因此所有曲线的交叉点为二值图中的指针。假设识别三组直线为指针分别记为Z1与Z2、Z3，分别计算两组指针的两个端点之间的距离，记为S1与S2、S3，建立指针坐标系，其中Z1(S1,α)，Z2(S2, α)，Z3(S3,α)表示三组指针。比较S1、S2、S3之间大小，最小的为小时指针，最大的为秒指针，中间的为分钟指针。对于小时指针，将α与预设的小时指针偏移度对照表比较，获取小时时间。对于分钟指针，将α与预设的分钟指针偏移度对照表比较，获取分钟时间。对于秒指针，将α与预设的秒指针偏移度对照表比较，获取秒时间；通过GPS卫星获取标准时钟时间，对应于所述小时时间、分钟时间以及秒时间进行比对校准，获得小时指针、分钟指针以及秒指针的数据，组成调整后的时钟时间T1，将调整后的时钟时间T1发送至吸附表针模块103。图像处理单元102处理图像数据为循环处理方式直至校准结束。图像处理单元102处理图像数据为循环处理方式直至校准结束，校准结束的标准是从GPS卫星获取的标准时钟时间与对应于所述小时时间、分钟时间以及秒时间没有误差。值得注意的是，本发明中若待校对的钟表不存在秒指针，则图像处理单元102不处理秒指针数据。
步骤204，获取调整后的时钟时间T1，将钟表校准装置的原点与钟表原点对齐，吸附钟表指针，并根据获得调整后的时钟时间T1调整钟表时钟时间。
按照时间T1，调整校准装置的小时、分钟、秒指针，与时间T1一致。将校准装置的原点与钟表原点对齐，将校准装置的指针吸附到钟表指针上。校准装置启动电压，被校准钟表开始工作。
相比于现有技术，本发明钟表校准的装置基于视觉实现校准，利用图像处理单元的循环数据处理方式获取钟表当前时钟进行精准校准，更加方便，效率更高，智能化程度更高。而且本发明的循环数据处理算法相比于现有技术使用神经网络的方式时间复杂度更低。
本发明提出了一种钟表校准的装置及方法，通过视觉方式利用摄像模块实时拍摄钟表当前时钟时间，图像处理单元接收当前时钟时间图像，并根据算法对图像数据进行处理，获得调整后的时钟时间，获取调整后的时钟时间，将钟表校准装置的原点与钟表原点对齐，吸附钟表指针，并根据获得调整后的时钟时间调整钟表时钟时间。本发明利用图像处理单元的循环数据处理方式获取钟表当前时钟进行精准校准，更加方便，效率更高，智能化程度更高。
本发明仅对新增评论文本进行数据处理，降低了数据处理的时间，减小了程序时间复杂的，同时采用算法通过关联性特征实现正负面数据的计算，提高了算法的效率。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种钟表校准的装置，其特征在于，
所述装置包括摄像模块（101）、图像处理单元（102）、吸附表针模块（103）、钟表供电模块（104）；
摄像模块（101），用于实时获取钟表的当前时钟时间图像，并发送至图像处理单元；
图像处理单元（102），用于接收当前时钟时间图像，并根据算法对图像数据进行处理，获得调整后的时钟时间；
图像处理单元（102）获取调整后的时钟时间具体包括：
图像处理单元（102）接收摄像模块（101）实时拍摄的钟表指针图片，将所述钟表指针图片转化为钟表灰阶图，将所述钟表灰阶图经过二值化处理转为钟表二值图；
建立钟表坐标系，标记偏移度；建立图片坐标系，获得直线到图片坐标系原点最短距离以及直线上到图片坐标系原点的最短距离点到图片坐标系原点之间的直线与图片坐标系x轴之间的角度，转换为钟表坐标系的点；
检测并标记所述钟表二值图所有点，并组成第一点集合，对于第一点集合检测所有经过的直线并放入第一矩阵，将第一矩阵按照钟表坐标系，转化为钟表坐标系中的第二点集合，将所有点绘制在钟表坐标系中，所述钟表二值图每个点的所有直线，对应着钟表坐标系中的一条曲线，所有曲线的交叉点为所述钟表二值图的指针；
识别三组直线为指针，分别计算两组指针的两个端点之间的距离，记为第一距离、第二距离、第三距离，建立指针坐标系，比较第一距离、第二距离、第三距离之间大小，最小的为小时指针，最大的为秒指针，中间的为分钟指针；
对于小时指针，将偏移度与预设的小时指针偏移度对照表比较，获取小时时间；对于分钟指针，将偏移度与预设的分钟指针偏移度对照表比较，获取分钟时间；对于秒指针，将偏移度与预设的秒指针偏移度对照表比较，获取秒时间；
获取标准时钟时间，对应于所述小时时间、分钟时间以及秒时间进行比对校准，获得小时指针、分钟指针以及秒指针的数据，组成调整后的时钟时间，将调整后的时钟时间发送至吸附表针模块（103）；
吸附表针模块（103），用于获取调整后的时钟时间，将钟表校准装置的原点与钟表原点对齐，吸附钟表指针，并根据所述调整后的时钟时间调整钟表时钟时间；
钟表供电模块（104），用于校准时给钟表供电。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像处理单元（102）执行循环调整，直至校准无误差停止。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述钟表供电模块（104）通过提供适用电压给待校准钟表供电。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述标准时钟时间通过GPS卫星获得。
5.一种钟表校准的方法，其特征在于，
步骤201，接入适用电压给钟表供电；
步骤202，实时获取钟表的当前时钟时间图像，并发送至图像处理单元；
步骤203，接收当前时钟时间图像，并根据算法对图像数据进行处理，获得调整后的时钟时间；
获取调整后的时钟时间具体包括：
图像处理单元（102）接收摄像模块（101）实时拍摄的钟表指针图片，将所述钟表指针图片转化为钟表灰阶图，将所述钟表灰阶图经过二值化处理转为钟表二值图；
建立钟表坐标系，标记偏移度；建立图片坐标系，获得直线到图片坐标系原点最短距离以及直线上到图片坐标系原点的最短距离点到图片坐标系原点之间的直线与图片坐标系x轴之间的角度，转换为钟表坐标系的点；
检测并标记所述钟表二值图所有点，并组成第一点集合，对于第一点集合检测所有经过的直线并放入第一矩阵，将第一矩阵按照钟表坐标系，转化为钟表坐标系中的第二点集合，将所有点绘制在钟表坐标系中，所述钟表二值图每个点的所有直线，对应着钟表坐标系中的一条曲线，所有曲线的交叉点为所述钟表二值图的指针；
识别三组直线为指针，分别计算两组指针的两个端点之间的距离，记为第一距离、第二距离、第三距离，建立指针坐标系，比较第一距离、第二距离、第三距离之间大小，最小的为小时指针，最大的为秒指针，中间的为分钟指针；
对于小时指针，将偏移度与预设的小时指针偏移度对照表比较，获取小时时间；对于分钟指针，将偏移度与预设的分钟指针偏移度对照表比较，获取分钟时间；对于秒指针，将偏移度与预设的秒指针偏移度对照表比较，获取秒时间；
获取标准时钟时间，对应于所述小时时间、分钟时间以及秒时间进行比对校准，获得小时指针、分钟指针以及秒指针的数据，组成调整后的时钟时间，将调整后的时钟时间发送至吸附表针模块（103）；
步骤204，获取调整后的时钟时间，将钟表校准装置的原点与钟表原点对齐，吸附钟表指针，并根据获得调整后的时钟时间调整钟表时钟时间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，图像处理单元执行循环调整，直至校准无误差停止。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钟表供电模块（104）通过提供适用电压给待校准钟表供电。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述标准时钟时间通过GPS卫星获得。
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