CN101004348A - 汽车仪表综合性能视觉智能检验调校台及其视觉智能控制方式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车仪表综合性能视觉智能检验调校台及其视觉智能控制方式，它以工业控制计算机为核心，配以电量信号发生源、气压伺服控制***给汽车仪表提供标准的开关信号、脉冲信号、电阻值输入信号以及气体压力值信号等，由三维坐标可调的摄像机，自动对准汽车仪表表盘和指针拍摄图像，通过图像采集卡和图像处理软件，获取指针与表盘刻度的位置，计算出仪表指示误差数值；检测结果行成记录文件存入工业控制计算机，能够通过打印机输出；如果汽车仪表带有调校串行通讯口，工业控制计算机就可以发出修正参数，使指针向指定刻度偏移，减小误差值直至达到精度允许范围以内，实现智能调校。通过以上设置，本发明达到了监测精度高，误差小的目的，能够在统一的、比较精确的质量标准平台上进行检测及技术交流，可广泛应用于汽车装配领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用工业控制计算机，配摄像机以及监测控制***，对汽车仪表综合性能进行图像视觉检测，并且针对由单片机控制的汽车仪表能够进行视觉智能化调校的调校台及其视觉智能控制方式。
背景技术
目前国内汽车仪表指示精度检测主要是靠人工的视觉目测，其主要缺陷为：①人的眼睛与待测仪表的位置、角度、距离不一致，造成检测结果的一致性差。②汽车仪表的刻度较大，以车速仪表为例：最小刻度为5KM/H，目测估计精度为2.5KM/H，因而无法得出比较准确的误差数值。
汽车仪表的调校是基于人工的视觉目测，通过手工调整，由此造成汽车仪表一致性差，精度低等问题。同时，汽车主机厂商与汽车仪表配套厂商之间，无法在统一的、比较精确的质量标准平台进行质量检测及技术交流。
发明内容
本发明的目的便是提供一种监测精度高，误差小，能够在统一的、比较精确的质量标准平台进行检测及技术交流的汽车仪表综合性能视觉智能检验调校台及其视觉智能控制方式。
为达到以上目的，汽车仪表综合性能视觉智能检验调校台，其特征在于，工业控制计算机1与三维坐标控制驱动***2、电量信号发生源5、气压伺服控制***6、可控电源9连接，电量信号发生源5、气压伺服控制***6、可控电源9与汽车仪表安装台10连接，汽车仪表安装台10与调校通讯卡7连接，调校通讯卡7与工业控制计算机1连接，三维坐标控制驱动***2与摄像头4连接，摄像头4与图像采集卡3连接，图像采集卡3与工业控制计算机1连接，工业控制计算机1与打印机8连接。
汽车仪表综合性能视觉智能控制方式，其特征在于，它以工业控制计算机为核心，配以电量信号发生源、气压伺服控制***给汽车仪表提供标准的开关信号、脉冲信号、电阻值输入信号以及气体压力值信号等，由三维坐标可调的摄像机，自动对准汽车仪表表盘和指针拍摄图像，通过图像采集卡和图像处理软件，获取指针与表盘刻度的位置，计算出仪表指示误差数值；检测结果行成记录文件存入工控计算机，能够通过打印机输入；如果汽车仪表带有调校串行通讯口，工控机就可以发出参正参数，使指针向指定刻度偏移，减小误差值直至达到精度允许范围以内，实现智能调校。
现具体说明本发明各组成部分的功能及工作原理：
工业控制计算机1，用于人机交互介面，监视、控制、操作，实现视觉智能监测控制方式软件程序运行。
三维坐标控制驱动***2，用于调整摄像机位置，对准需要检测调校的某个参数的表盘。保证检测精度的一致性和准确精度。
图像采集处理分析***，它包括：摄像机4，图像采集卡3，以及图像处理分析软件。摄像机4和图像采集卡3，拍摄获取数字图像信息，通过软件图像处理分析。首先，在输入信号为零时，指针指示为第(0)号刻度处，拍摄图像，通过图像二值化，边缘中心坐标集获取，以及直线拟合等图像处理手段，获取在第(0)号刻度点的指针中心钱L0。再输入第(j)号刻度对应的物理量，用上述同样的方法获取在第(j)号刻度点的指针中心线Lj，通过软件计算出Lj与L0之间的角度αij，αij与示教时第(j)号刻度的标准角度βij相比较就可获得仪表在第(j)号刻度点仪表指示的误差值。
电量信号发生源5，它是在工控机1控制下按操作要求输出电量信号，用于仪表针按要求运行在指定刻度范围，进行检测。电量信号有：1、直流脉冲、2、交流脉冲、3、电阻值、4、共正极开关量5、共负极开关量。
气压伺服控制***6，它是在工控机1控制下，按操作要求输出气压信号值，用于汽车压力表的检测。
调校通讯卡7，它是与工控机1串行通讯口相联接，起到转换作用，以适应汽车仪表(单片机控制，带通讯口可以进行数字调节)通讯口的标准。当数调型汽车仪表需要进行精度调校，检测的开始时，将工控机1操作软件中的调校程序开关设置到“开”状态，检测过程中，仪表的误差值超过允许范围，工控机1将根据误差值输出补偿量，经过调校通讯卡，送入汽车仪表进行纠偏，再自动重复检测，自至达到精度允许范围。
可控电源9，在工控机1控制下，可以调节输出电压，满足汽车仪表不同电源类型的要求，也可以满足超压耐久试验，反向加压试验等需要。
汽车仪表的安装台10、稳固装夹汽车仪表，保持仪表刻度盘重直于摄像机4。
打印机8，联接工控机1，输出检测结果等管理数据。
通过以上设置，本发明以工业控制计算机为核心，配摄像机以及监测控制***，对汽车仪表综合性能(如：车速、发动机转速、油量、水温、气压、电压等参数)进行图像视觉检测。并且针对由单片机控制的汽车仪表(单片机带有通讯口，可以接受上位计算机信息进行参数调节)进行视觉智能化调校。
附图说明
现结合附图对本发明作进一步的说明
图1为本发明整体结构图
图2为本发明示教流程图
图3为本发明调验流程图
图中1、工业控制计算机2、三维坐标控制驱动***3、图像采集卡4、摄像头5、电量信号发生源6、气压伺服控制***7、调校通讯卡8、打印机9、可控电源 10、汽车仪表安装台
具体实施方式
如图1所示，本发明主要由工业控制计算机1、摄像头4、汽车仪表安装台10组成，其中，工业控制计算机1与三维坐标控制驱动***2、电量信号发生源5、气压伺服控制***6、可控电源9连接，电量信号发生源5、气压伺服控制***6、可控电源9与汽车仪表安装台10连接，汽车仪表安装台10与调校通讯卡7连接，调校通讯卡7与工业控制计算机1连接，三维坐标控制驱动***2与摄像头4连接，摄像头4与图像采集卡3连接，图像采集卡3与工业控制计算机1连接，工业控制计算机1与打印机8连接。
现结合图1具体说明本发明的示教及检测校验过程：
汽车仪表新表型示教(以组合仪表为例)：
在工控机上输入新表型的型号，特征参数(电源电压、是否可以数字调节指示精度、组合仪表参数表盘数量等)；
对第(i)号参数表盘(以车速为例)进行示教，输入参数表盘号i，输入第(i)号表盘对应的电量信号种类(车速对应频率信号)、信号源通道号(气压、伺服***通道号)；
对第(i)号参数表盘坐标位置进行示教，手动操作，通过三维坐标控制驱动***，引导摄像头对准第(i)号参数表盘，当参数表盘图像在工控机显示器上的位置达到指定位置，摄像头垂直对准表盘圆心，操作工控机自动记录Pi(Xi，Yi，Zi)坐标；
对第(i)号参数表盘第(0)个刻度点进行示教，首先，在输入信号为零时，通过电量信号发生源(气压伺服***)输出零信号给汽车仪表，指针指示为第(0)号刻度处，拍摄图像，通过图像二值化，边缘中心坐标集获取，以及直线拟合等图像处理手段，获取在第(0)号刻度点的指针中心钱L0；
对第(i)号参数表盘第(j)个刻度点(以60KM/H为例)进行示教，对应第(j)个刻度点，输入并记录相应参数值(110HZ)，通过电量信号发生源(气压伺服***)输出(100HZ频率)信号给汽车仪表；
由于汽车仪表第(i)号参数表盘第(j)个刻度点可能存在误差，仪表指针会偏离第(j)个刻度点，手动输入参数值的修正量，通过电量信号发生源(气压伺服***)输出偏差补偿量给汽车仪表，使指针指向第(j)个刻度点；
拍摄图像，经软件处理分析，检测在第(j)个刻度点处，指针中心线Lj与第(0)个刻度点的夹角标准值β(ij)，并作记录。对应第(j)个刻度点，输入并记录误差允许范围Δβ(ij)；
对第(i)号参数表盘全部刻度点(20、40、60、--180KM/H)进行示教；
按上述方法对其他参数表盘进行示教，发动机转速参数采用交流脉冲信号、油量参数采用电阻值信号、水温参数采用电阻值信号、气压参数采用气压伺服***压力信号等。
现结合图3说明汽车仪表检测调校(以组合仪表为例)：
汽车仪表综合性能视觉智能检验调校台***开启，放置汽车仪表，连接输入、输出线，输入表型，调出示教后存储的检测程序，如果汽车仪表是可以数字调节型，又需要进行精度自动调节，打开调校程序，准备就绪；
按照第(i)号参数表盘示教坐标位置Pi(Xi，Yi，Zi)，摄像头自动对准第(i)号参数表盘；
对第(i)号参数表盘第(0)个刻度点进行检测，首先，通过电量信号发生源(气压伺服***)输出零信号给汽车仪表，指针指示为第(0)号刻度处，拍摄图像，通过图像处理手段，获取在第(0)号刻度点的指针中心钱L0；
对第(i)号参数表盘第(j)个刻度点(以60KM/H为例)进行检测，根据示教程序，通过电量信号发生源(气压伺服***)输出(100HZ频率)信号给汽车仪表；
拍摄图像，经软件处理分析，计算出第(j)个刻度点处，指针中心线Lj与L0之间的角度αij，αij与示教时第(j)号刻度的标准角度βij相比较就可获得该刻度点仪表指示的误差值Δαij，并作记录；
对应第(j)个刻度点，将误差值Δαij与误差允许范围Δβ(ij)比较；可以判断该刻度点，精度是否合格；
如果精度不合格，允许进入工控机精度调节程序，通过调校通讯口输出偏差补偿量给汽车仪表，汽车仪表内部单片机软件修正仪表指针输出角度αij，达到精度要求；
对第(i)号参数表盘全部刻度点(20、40、60、--180KM/H)进行检测及调校；
按上述方法对其他参数表盘进行检测及调校，发动机转速参数采用交流脉冲信号、油量参数采用电阻值信号、水温参数采用电阻值信号、气压参数采用气压伺服***压力信号等。
Claims (2)
1、汽车仪表综合性能视觉智能检验调校台，其特征在于：工业控制计算机(1)与三维坐标控制驱动***(2)、电量信号发生源(5)、气压伺服控制***(6)、可控电源(9)连接，电量信号发生源(5)、气压伺服控制***(6)、可控电源(9)与汽车仪表安装台(10)连接，汽车仪表安装台(10)与调校通讯卡(7)连接，调校通讯卡(7)与工业控制计算机(1)连接，三维坐标控制驱动***(2)与摄像头(4)连接，摄像头(4)与图像采集卡(3)连接，图像采集卡(3)与工业控制计算机(1)连接，工业控制计算机(1)与打印机(8)连接。
2、汽车仪表综合性能视觉智能控制方式，其特征在于：它以工业控制计算机为核心，配以电量信号发生源、气压伺服控制***给汽车仪表提供标准的开关信号、脉冲信号、电阻值输入信号以及气体压力值信号等，由三维坐标可调的摄像机，自动对准汽车仪表表盘和指针拍摄图像，通过图像采集卡和图像处理软件，获取指针与表盘刻度的位置，计算出仪表指示误差数值；检测结果行成记录文件存入工业控制计算机，能够通过打印机输出；如果汽车仪表带有调校串行通讯口，工业控制计算机就可以发出修正参数，使指针向指定刻度偏移，减小误差值直至达到精度允许范围以内，实现智能调校。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |