CN204718632U - 一种车载仪表数据采集和识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载仪表数据采集和识别系统，包括仪表支架、仪表夹具、光源和相机，仪表夹具安装在支架的底部，光源安装在仪表夹具上方的仪表支架上，相机安装在光源上方的仪表支架上，相机还连接有系统主控器，光源还连接有光源控制器。本实用新型减少了大面积视场图像畸变，避免了指针存在和丝印之间的高度景深而出现读数不准的问题，避免了物体成像受外界不稳定光线的影响，克服了运动指针拖影的情况，并能捕捉高速运动的指针的运动轨迹，计算出指针的运动速度和运动时间；能够稳定高效地识别出仪表上的所有内容和状态，达到替代人眼，节省人力，提高效果，也突破了原来人眼的测试极限，可以测量高速指针运动速度。

Description

一种车载仪表数据采集和识别系统

技术领域

本实用新型涉及车载仪表技术领域，具体是一种车载仪表数据采集和识别系统。

背景技术

随着汽车电子行业的高速发展，车载仪表测量测试也越来越全面，越来越趋于无人化和智能化，以往在车载仪表测试上的人工测试的方式逐渐被自动化测试所替代。而数据采集和识别技术已成为替代人工不可或缺的关键技术之一。在车载仪表的自动化测试上采用图像数据采集和识别技术替代人的眼睛进行图像获取和结果的判定。车载仪表自动化测试需要能识别仪表上表盘指针所在位置的读数、LED指示灯的亮灭、LCD屏上OCR识别和图案识别等，而这些目前在汽车电子行业上应用还比较空白。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种节省人工、效率高的车载仪表数据采集和识别系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种车载仪表数据采集和识别系统，包括仪表支架、仪表夹具、光源和相机，所述仪表夹具安装在支架的底部，所述光源安装在仪表夹具上方的仪表支架上，所述相机安装在光源上方的仪表支架上，所述相机还连接有系统主控器，所述光源还连接有光源控制器。

作为本实用新型进一步的方案：所述光源设有四个。

作为本实用新型进一步的方案：所述相机设有三个。

作为本实用新型再进一步的方案：所述相机的型号为DFK23G445。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型减少了大面积视场图像畸变，避免了指针存在和丝印之间的高度景深而出现读数不准的问题，避免了物体成像受外界不稳定光线的影响，克服了运动指针拖影的情况，并能捕捉高速运动的指针的运动轨迹，计算出指针的运动速度和运动时间；仪表支架用最少的材料设计出一个稳定坚固、能灵活调节相机到物体的距离、调节相机与相机之间的距离、调节仪表的高度和水平位置，满足各种不同仪表的安装应用；六种识别算法稳定高效地识别出仪表上的所有内容和状态，达到替代人眼，节省人力，提高效果，也突破了原来人眼的测试极限，可以测量高速指针运动速度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的系统框架图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-2，一种车载仪表数据采集和识别系统，包括仪表支架1、仪表夹具2、光源3和相机4，所述仪表夹具2安装在支架1的底部，所述光源3安装在仪表夹具2上方的仪表支架1上，所述相机4安装在光源3上方的仪表支架1上，所述相机4还连接有系统主控器5，所述光源3还连接有光源控制器6。

所述光源3选用四个条形光，采取从上往下从四个方向以45°斜照的方式，从而能将仪表表面凹凸不平的阴影去除，减少对图像内容识别的干扰，也防止外界自然光的不稳定变化对产品形成不稳定干扰，能完好的呈现出表盘丝印、LED、指针、LCD显示屏上的内容；所述相机4的视场大小为200*400mm，畸变少，采用三个相机4分开并排的方式拍照，三个相机4各自的视场大小为200*200mm，相邻有100mm的重叠区，这样就能覆盖200*400mm的面积大小，由于仪表设有左右两个表盘，分别为转速表和车速表，转速表和车速表中间是一个LCD的显示屏，分成三个相机4拍照也避免了指针存在景深而导致的成像位置不准的问题；由于需要拍高速指针运行的过程，所以选用帧率为30帧/秒的120万CCD工业相机，型号为DFK23G445；所述相机4的镜头采用型号为RICOHFL-HC-1214-2M的理光12mm镜头，在工作距离为500mm时，能获取200*200mm的视场；所述仪表夹具2根据仪表具体尺寸设计的用三个支撑点支撑仪表底面，实现仪表表面到相机镜头的距离不变，不同的仪表更换不同的夹具；所述系统支架1能和仪表夹具2对接，提供仪表安装定位，能调节三个相机4之间的距离，能调节相机4的镜头到仪表的距离；所述系统主控器5采用NIPXIe-8840-RT高性能主控器和PXIe机箱，系统主控器5通过千兆网口驱动相机4.

所述车载仪表数据采集和识别系统通过调节光源3的方向和强弱，使得仪表在三个相机4中的成像达到最好状态，相机4将采集到的图像通过TCP/IP协议传给系统主控器5，两路相机4经由千兆网交换机7汇总到一路再传给系统主控器5，系统主控器5把图像保存和进行计算识别处理，并给出判定结果。

所述系统主控器5把图像保存和进行计算识别处理包括LED亮灭识别算法、闪烁频率算法、仪表指针识别算法、OCR识别算法、图案存在与否判定算法、离散图案统计算法和亮度计算算法六大部分。

LED亮灭识别算法和闪烁频率算法：如右转灯亮灭的识别，提取所选区域的像素灰度值，统计区域灰度值的平均值，校准设置一个平均值阈值，灰度平均值大于阈值的状态输出LED状态亮，灰度平均值小于或等于阈值输出LED状态关灭，通过尺寸获取10s内的LED所有亮灭，亮为1、灭为0，并写入一维数组，通过统计一维数组的离散分布波形，能计算出LED的闪烁频率。

仪表指针识别算法：如转速表指针的识别，先通过校准确定表盘的起始位置P1，终止位置P2，表盘中心位置P3，然后由这三点计算出量程角度，并和仪表量程进行比例尺计算，得出角度和具体量度的关系。通过IMAQGETMETER.vi的算法获取指针位置，然后再通过比例尺换算为具体量度值。

OCR识别算法：如LCD上左前胎压数值的识别，先进行膨胀处理，原来同一个字符中彼此不连通的笔画连通在一起，再通过IMAQCountObjects2.vi获取各个字符的边缘区域，然后各个字符切割，并按照顺序排列送入OCR读取函数机型识别，将识别的结果和标准结果进行比对得出正确与否的判断结果。

图案存在与否的判定算法：如LCD上前车门是否关闭识别。

离散图案统计算法：如水温表当前温度值识别，通过IMAQCountObjects2.vi函数统计出离散图案的数量，并根据一开始设置好的数量与具体量值的转化关系算出量值的大小，从而实现了数值的识别，如水温表。

亮度算法：如仪表背光亮度值识别，统计所选区域的最亮时的最亮像素灰度值A和最暗时的最亮像素灰度值B，然后分为10个等级，从等级1至等级10。等级N的值区间为（B+（A-B）/10*N，B+（A-B）/10*(N+1))，然后计算所选区域当前的亮度是落在哪个区间来评估等级数。

本实用新型减少了大面积视场图像畸变，避免了指针存在和丝印之间的高度景深而出现读数不准的问题，避免了物体成像受外界不稳定光线的影响，克服了运动指针拖影的情况，并能捕捉高速运动的指针的运动轨迹，计算出指针的运动速度和运动时间；仪表支架1用最少的材料设计出一个稳定坚固、能灵活调节相机到物体的距离、调节相机与相机之间的距离、调节仪表的高度和水平位置，满足各种不同仪表的安装应用；六种识别算法稳定高效地识别出仪表上的所有内容和状态，达到替代人眼，节省人力，提高效果，也突破了原来人眼的测试极限，可以测量高速指针运动速度。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种车载仪表数据采集和识别系统，其特征在于，包括仪表支架（1）、仪表夹具（2）、光源（3）和相机（4），所述仪表夹具（2）安装在支架（1）的底部，所述光源（3）安装在仪表夹具（2）上方的仪表支架（1）上，所述相机（4）安装在光源（3）上方的仪表支架（1）上，所述相机（4）还连接有系统主控器（5），所述光源（3）还连接有光源控制器（6）。

2.根据权利要求1所述的车载仪表数据采集和识别系统，其特征在于，所述光源（3）设有四个。

3.根据权利要求1所述的车载仪表数据采集和识别系统，其特征在于，所述相机（4）设有三个。

4.根据权利要求1所述的车载仪表数据采集和识别系统，其特征在于，所述相机（4）的型号为DFK23G445。