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汽車組合儀表性能檢測設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種汽車組合儀表性能檢測設(shè)備，涉及汽車儀表性能檢測設(shè)備領(lǐng)域，包括由計算機(jī)系統(tǒng)控制的組合儀表安裝臺架，安裝臺架主要由臺體、圖像捕獲機(jī)構(gòu)、夾具部分及相應(yīng)的電線束單元組成；臺體采用鋁合金型材的矩形框架結(jié)構(gòu),臺體中間通過設(shè)置一個水平的工作臺面而將臺體分成上下兩個腔體，所述圖像捕獲機(jī)構(gòu)和夾具部分設(shè)置在上腔體內(nèi)。本發(fā)明通過對汽車轉(zhuǎn)速表、車速表、燃油、水溫表，氣壓表的驅(qū)動，利用攝像頭移動到特定子表的位置獲取儀表圖片，計算出儀表指針的指示值，并與設(shè)計值或標(biāo)準(zhǔn)值比較，判定是否合格，自動保存結(jié)果。經(jīng)過驗證，本發(fā)明適應(yīng)范圍廣，操作方便，測試精度高，檢測可靠，可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點，可以避免人工觀測的不確定性。
【專利說明】汽車組合儀表性能檢測設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車儀表性能檢測設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種汽車組合儀表性能檢測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車組合儀表性能檢測系統(tǒng)應(yīng)具有裝夾方便，操作方便，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等特點。但如何檢測汽車儀表的運(yùn)行狀態(tài)，如何判斷儀表是否滿足設(shè)計要求，是儀表生產(chǎn)廠商，汽車廠和檢測中心的迫切需求。當(dāng)前，國內(nèi)汽車組合儀表的檢測設(shè)備，通用性差，體積大，而且主要是通過人工觀測的方法來判讀儀表指針的指示值，重復(fù)性差，精確度不高，容易受到個人主觀因素的干擾，具有很大的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種汽車組合儀表性能檢測設(shè)備。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]一種汽車組合儀表性能檢測設(shè)備，其特征在于:包括由計算機(jī)系統(tǒng)控制的組合儀表安裝臺架，安裝臺架主要由臺體、圖像捕獲機(jī)構(gòu)、夾具部分及相應(yīng)的電線束單元組成；
[0006]臺體采用鋁合金型材的矩形框架結(jié)構(gòu)，臺體中間通過設(shè)置一個水平的工作臺面而將臺體分成上下兩個腔體，上下兩個腔體側(cè)面均設(shè)置有開合門，所述圖像捕獲機(jī)構(gòu)和夾具部分設(shè)置在上腔體內(nèi)，其中圖像捕獲機(jī)構(gòu)設(shè)置在上腔體的內(nèi)頂部，夾具部分設(shè)置在上腔體的內(nèi)底部；
[0007]所述圖像捕獲機(jī)構(gòu)包括三維運(yùn)動平臺，三維運(yùn)動平臺上端通過固定板安裝在上腔體的內(nèi)頂部，三維運(yùn)動平臺下端安裝一只攝相機(jī)，利用三維運(yùn)動平臺控制攝相機(jī)的位置；
[0008]所述夾具部分共包括三組重復(fù)單元，每組均為一個獨(dú)立的裝夾機(jī)構(gòu)，裝夾機(jī)構(gòu)包括固定在工作臺面上的固定底板、固定在固定底板上端的可調(diào)支撐板、安裝在可調(diào)支撐板上的儀表安裝角度調(diào)節(jié)板、通過轉(zhuǎn)軸與儀表安裝角度調(diào)節(jié)板轉(zhuǎn)動連接的儀表裝夾底板，所述儀表裝夾底板一端設(shè)置有固定端調(diào)節(jié)塊，所述儀表裝夾底板另一端設(shè)置裝夾螺釘，裝夾螺釘前端設(shè)置有尼龍墊，所述轉(zhuǎn)軸一端安裝有指針，所述儀表安裝角度調(diào)節(jié)板上制有與指針配合使用的刻度線。裝夾機(jī)構(gòu)具有角度調(diào)節(jié)(O?90° )和指示裝置(分辨率1° )，以保證儀表安裝角度。
[0009]所述三維運(yùn)動平臺包括X向電動平移臺、Y向電動平移臺，所述X向電動平移臺設(shè)置在Y向電動平移臺下方，所述X向電動平移臺下端連接Z向電動伸縮架，Z向電動伸縮架下端固定設(shè)置有攝像角度調(diào)節(jié)板，攝像角度調(diào)節(jié)板連接攝像機(jī)安裝架，攝像機(jī)安裝架上安裝攝像機(jī)。
[0010]調(diào)焦鏡頭，可方便實現(xiàn)各大小不同的儀表的檢測，利用三維運(yùn)動平臺控制相機(jī)的位置，來實現(xiàn)對整個組合儀表圖像的捕獲，并通過視頻采集卡傳送計算機(jī)作相應(yīng)的分析和處理。
[0011]所述攝像角度調(diào)節(jié)板上設(shè)置有弧形調(diào)節(jié)孔和弧形分部的刻度線，所述攝像機(jī)安裝架的中間位置設(shè)置有指示箭頭。
[0012]組合儀表盤固定在裝夾機(jī)構(gòu)上，通過裝夾螺釘旋緊，裝夾螺釘前端設(shè)置的尼龍墊與組合儀表盤直接接觸，可以起到保護(hù)組合儀表盤的作用。
[0013]一種攝像機(jī)角度調(diào)節(jié)裝置，固定在三維運(yùn)動平臺上的攝像角度調(diào)節(jié)板，攝像角度調(diào)節(jié)板下端連接攝像機(jī)安裝架，攝像機(jī)安裝架上安裝攝像機(jī)，所述攝像角度調(diào)節(jié)板上設(shè)置有弧形調(diào)節(jié)孔和弧形分部的刻度線，所述攝像機(jī)安裝架的中間位置設(shè)置有指示箭頭，所述攝像角度調(diào)節(jié)板與攝像機(jī)安裝架之間通過兩個螺栓連接，其中一個螺栓穿過弧形調(diào)節(jié)孔。調(diào)節(jié)攝像角度時，松開穿過弧形調(diào)節(jié)孔的螺栓，攝像機(jī)安裝架即可圍繞另一個螺栓轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)。
[0014]本申請由計算機(jī)控制系統(tǒng)和組合儀表安裝臺架組成實現(xiàn)綜合性能試驗和耐久性試驗兩種功能；計算機(jī)系統(tǒng)和控制檢測板卡實現(xiàn)檢測臺的各種試驗動作和檢測，輸出試驗?艮告。
[0015]計算機(jī)控制系統(tǒng)[0016]包括工業(yè)控制計算機(jī)，程控電源，開關(guān)量輸出卡，儲氣罐，模擬量采集卡，氣壓傳感器，波形發(fā)生卡，程控電阻板。程控電源可以根據(jù)儀表的設(shè)置自動加載試驗電壓；開關(guān)量輸出卡主要控制儀表的點火，照明，氣壓閥和各指示燈信號的通斷；儲氣罐，輸出氣壓到儀表的氣壓表；模擬量采集卡和氣壓傳感器共同配合，可獲取當(dāng)前儲氣罐的氣壓，可以構(gòu)成氣壓表輸入氣壓的反饋；波形發(fā)生卡可以發(fā)送兩路波形信號分別驅(qū)動儀表的車速和轉(zhuǎn)速表指針的動作，波形的類型、幅值和占空比可以調(diào)整；程控電阻板，與計算機(jī)通過串口通訊，控制板上多個繼電器的動作，可以精確模擬油量表、水溫表的信號源，輸出電阻驅(qū)動燃油和水溫表。
[0017]電線束單元，提供的電線束可以適合多數(shù)組合儀表的連接安裝，個別種類的組合儀表定制。
[0018]本發(fā)明的軟件包括耐久軟件和性能軟件兩部分:
[0019]耐久軟件，
[0020]耐久軟件可以同時實現(xiàn)三個工位多個儀表的耐久壽命試驗，具體的模塊有產(chǎn)品管理，參數(shù)設(shè)置，儀表驅(qū)動和耐久試驗?zāi)K。產(chǎn)品管理模塊，可以添加刪除要測試的儀表產(chǎn)品型號。參數(shù)設(shè)置模塊，設(shè)置車速表和轉(zhuǎn)速表的脈沖類型(正弦波或方波)，占空比，幅值，最大速度或轉(zhuǎn)速時的脈沖頻率，起始比率，終止比率，停頓時間，燃油和水溫表的起始電阻范圍和停頓時間，氣壓表的起始終止氣壓和停頓時間。儀表驅(qū)動模塊，主要根據(jù)試驗要求發(fā)送信號讓儀表運(yùn)動到指定位置。耐久試驗?zāi)K，啟動檢測線程控制各個表的耐久動作。
[0021]性能軟件，
[0022]軟件開發(fā)運(yùn)行平臺為vs2010+opencv2.4,可運(yùn)行在windowsxp/7/8系統(tǒng)下。性能軟件包括產(chǎn)品管理，產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置，儀表驅(qū)動，運(yùn)動控制模塊，圖像采集和處理模塊，結(jié)果輸出模塊組成。其中產(chǎn)品管理和儀表驅(qū)動模塊的功能和耐久軟件一樣。產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置，主要設(shè)置儀表單個子表的圖像區(qū)域，驅(qū)動方式，輪廓及指針的圖像區(qū)域和內(nèi)外半徑，二值化的參數(shù)，彩色指針的色度，飽和度和亮度范圍。運(yùn)動控制模塊，控制相機(jī)所在的三維運(yùn)動平臺的上下左右前后運(yùn)動使得圖片的中心和要檢測的子表中心重合。
[0023]圖像采集模塊，主要根據(jù)設(shè)定的相機(jī)的曝光時間，ADC級別，白平衡，伽馬校正，系統(tǒng)增益等值控制相機(jī)實時或單幀采集儀表圖像并顯示在軟件的主界面上，同時在圖像中心顯示一個圓心和”+”號，供調(diào)節(jié)相機(jī)位置用；在圖像處理時，根據(jù)儀表的特點，將儀表讀數(shù)的求解過程，分為以下四個步驟:
[0024]I)獲取儀表的刻度輪廓。在由矩形的輪廓區(qū)域和輪廓內(nèi)外半徑構(gòu)成的圓環(huán)中，按照二值化閾值獲得刻度輪廓，并保存輪廓參數(shù)。若有的輪廓沒有取到，則可以在手動點該刻度輪廓的相應(yīng)區(qū)域得到輪廓位置后保存。
[0025]2)設(shè)置刻度輪廓對應(yīng)的具體刻度值，從而可以已知輪廓反求對應(yīng)的刻度值。對現(xiàn)有刻度輪廓擬合成一個橢圓，然后對每對相鄰的輪廓直接補(bǔ)充5個點，提高輪廓精度。
[0026]3)獲取儀表的指針。在由矩形的輪廓區(qū)域和指針內(nèi)外半徑構(gòu)成的圓環(huán)中，按照二值化閾值先獲取指針輪廓。
[0027]4)計算指針的指示值。在已知指針輪廓的基礎(chǔ)上，有兩種求指針值的方法。
[0028]a)然后對該指針輪廓進(jìn)行細(xì)化，并用Hough算法求擬合直線L，計算L與相近的刻度輪廓組成的線段K的交點，按照內(nèi)分線段的關(guān)系，計算該點的指示值。
[0029]b)計算指針輪廓的尖端點，由該點向相近的刻度輪廓組成的線段K作垂線，得到交點A，同樣按照內(nèi)分線段關(guān)系，計算該點的指示值。
[0030]在儀表指針擬合直線的效果良好時，就使用a)方法計算指示值；否則，使用算法b)。
[0031]結(jié)果輸出模塊，主要包括導(dǎo)出報表和打印數(shù)據(jù)。
[0032]3.本發(fā)明檢測臺的驗證試驗
[0033]為檢驗檢測臺的性能，我們采集150幅車速表圖片對檢測臺和人工檢測值進(jìn)行比較，得出的自動讀取數(shù)和人工目測值的平均相對誤差為1.1%,符合儀表檢測精度的要求；設(shè)置好參數(shù)，以車速表為例，做儀表單個子表的性能試驗需要時間，在自動情況下每個刻度需要5秒。這個時間包含從發(fā)送脈沖驅(qū)動儀表，等待儀表到位后，再處理的總時間，而實際上，圖像處理的時間只為0.1秒，而且還可以進(jìn)一步優(yōu)化。程控電阻的精度在0.5歐，脈沖波形卡的精度為1HZ，并可以通過軟件校準(zhǔn)算法來修正。
[0034]本發(fā)明的有益效果為:
[0035]本發(fā)明提供一種汽車組合儀表性能檢測設(shè)備，通過對汽車轉(zhuǎn)速表、車速表、燃油、水溫表，氣壓表的驅(qū)動，利用攝像頭移動到特定子表的位置獲取儀表圖片，計算出儀表指針的指示值，并與設(shè)計值或標(biāo)準(zhǔn)值比較，判定是否合格，自動保存結(jié)果。經(jīng)過驗證，本發(fā)明適應(yīng)范圍廣，操作方便，測試精度高，檢測可靠，可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點，可以避免人工觀測的不確定性。
[0036]可以高精度地模擬各種脈沖和電阻，氣壓信號，驅(qū)動儀表動作，采用的機(jī)器視覺技術(shù)分析儀表指示值，可以克服人為因素干擾，重復(fù)性好，穩(wěn)定可靠；該設(shè)備符合國標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在客戶現(xiàn)場運(yùn)行良好，具有較好的推廣價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明的主視示意圖；[0038]圖2為本發(fā)明的側(cè)視示意圖；
[0039]圖3為裝夾機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0040]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但下述實施例僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非全部?；趯嵤┓绞街械膶嵤├?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得其它實施例，都屬于本專利的保護(hù)范圍。
[0041]如圖1-3所示，一種汽車組合儀表性能檢測設(shè)備，包括由計算機(jī)系統(tǒng)控制的組合儀表安裝臺架，安裝臺架主要由臺體1、圖像捕獲機(jī)構(gòu)2、夾具部分3及相應(yīng)的電線束單元組成；
[0042]臺體I采用鋁合金型材的矩形框架結(jié)構(gòu)，臺體I中間通過設(shè)置一個水平的工作臺面4而將臺體分成上下兩個腔體，上腔體6和下腔體5側(cè)面均設(shè)置有對開門，圖像捕獲機(jī)構(gòu)2和夾具部分3設(shè)置在上腔體6內(nèi)，其中圖像捕獲機(jī)構(gòu)2設(shè)置在上腔體6的內(nèi)頂部，夾具部分3設(shè)置在上腔體6的內(nèi)底部；
[0043]圖像捕獲機(jī)構(gòu)2包括三維運(yùn)動平臺22，三維運(yùn)動平臺22上端通過固定板21安裝在上腔體6的內(nèi)頂部，三維運(yùn)動平臺22下端安裝一只攝相機(jī)23，利用三維運(yùn)動平臺22控制攝相機(jī)23的位置；
[0044]夾具部分3共包括三組重復(fù)單元，每組均為一個獨(dú)立的裝夾機(jī)構(gòu)，裝夾機(jī)構(gòu)包括固定在工作臺面4上的固定底板31、固定在固定底板31上端的可調(diào)支撐板30、安裝在可調(diào)支撐板30上的儀表安裝角度調(diào)節(jié)板38、通過轉(zhuǎn)軸37與儀表安裝角度調(diào)節(jié)板38轉(zhuǎn)動連接的儀表裝夾底板35，儀表裝夾底板35 —端設(shè)置有固定端調(diào)節(jié)塊36，儀表裝夾底板35另一端設(shè)置裝夾螺釘33，裝夾螺釘33前端設(shè)置有尼龍墊34，轉(zhuǎn)軸37 —端安裝有指針32，儀表安裝角度調(diào)節(jié)板38上制有與指針32配合使用的刻度線39。
[0045]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，并不用來限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車組合儀表性能檢測設(shè)備，其特征在于:包括由計算機(jī)系統(tǒng)控制的組合儀表安裝臺架，安裝臺架主要由臺體、圖像捕獲機(jī)構(gòu)、夾具部分及相應(yīng)的電線束單元組成； 臺體采用鋁合金型材的矩形框架結(jié)構(gòu)，臺體中間通過設(shè)置一個水平的工作臺面而將臺體分成上下兩個腔體，上下兩個腔體側(cè)面均設(shè)置有開合門，所述圖像捕獲機(jī)構(gòu)和夾具部分設(shè)置在上腔體內(nèi)，其中圖像捕獲機(jī)構(gòu)設(shè)置在上腔體的內(nèi)頂部，夾具部分設(shè)置在上腔體的內(nèi)底部； 所述圖像捕獲機(jī)構(gòu)包括三維運(yùn)動平臺，三維運(yùn)動平臺上端通過固定板安裝在上腔體的內(nèi)頂部，三維運(yùn)動平臺下端安裝一只攝相機(jī)，利用三維運(yùn)動平臺控制攝相機(jī)的位置； 所述夾具部分共包括三組重復(fù)單元，每組均為一個獨(dú)立的裝夾機(jī)構(gòu)，裝夾機(jī)構(gòu)包括固定在工作臺面上的固定底板、固定在固定底板上端的可調(diào)支撐板、安裝在可調(diào)支撐板上的儀表安裝角度調(diào)節(jié)板、通過轉(zhuǎn)軸與儀表安裝角度調(diào)節(jié)板轉(zhuǎn)動連接的儀表裝夾底板，所述儀表裝夾底板一端設(shè)置有固定端調(diào)節(jié)塊，所述儀表裝夾底板另一端設(shè)置裝夾螺釘，裝夾螺釘前端設(shè)置有尼龍墊，所述轉(zhuǎn)軸一端安裝有指針，所述儀表安裝角度調(diào)節(jié)板上制有與指針配合使用的刻度線。
【文檔編號】G01D18/00GK103913191SQ201410111197
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】王正前, 劉萬春, 張朝培 申請人:合肥安達(dá)數(shù)控技術(shù)有限責(zé)任公司