基于機器視覺的汽車儀表板智能檢測探究

劉丁確

(河北省機械科學研究設計院，河北 石家莊 050000)

當前，我國普遍使用計算機視覺技術進行汽車儀表板的智能檢測工作，利用計算機視覺技術具有的高效率、高穩定性的優勢，保障汽車儀表板智能檢測工作的準確度和效率。基于計算機視覺技術的汽車儀表板智能檢測系統集各種軟硬件技術于一體，能夠最大程度地實現全自動檢測工作，計算機視覺技術汽車儀表板智能檢測系統也是現代科技改造傳統手段的典型案例。

1 計算機視覺技術的概念

計算機視覺是用計算機模擬人眼，尋找人類的視覺規律，從客觀事物或圖像中提取信息，并識別和理解物體或三維物體的運動和形態，最終應用于檢測、測量和控制等工作。當前，計算機視覺技術正廣泛地應用于社會領域的各個方面，不夸張地說，在大部分需要人類視覺或人類視覺無法感知的場合都已經應用了計算機視覺技術，計算機視覺技術十分明顯的優越性，使其在汽車儀表板智能檢測領域也大受歡迎[1]。

2 基于計算機視覺技術的汽車儀表板智能檢測系統構建

2.1 汽車儀表板概述

汽車儀表板能夠準確地反饋出汽車結構中各部分的運行狀況，從汽車儀表板的結構原理上來看，可以分為機械儀表和電子儀表兩種類型，當前，我國汽車結構中配備的主要儀表有：機油壓力表、電壓表、車速里程表、燃油表、水溫表等。

2.2 計算機視覺技術汽車儀表板智能檢測系統設計思路

一般情況下，一個完整的計算機視覺技術檢測系統由圖像捕捉、光學成像、圖像采集、照明和數字化系統五部分構成，因此，計算機視覺技術的汽車儀表板智能檢測系統要以計算機為核心，以裝夾工作臺、汽車儀表板、數據采集卡、圖像采集卡、LED、打印機等外置設備為輔助部分，最終形成完整的汽車儀表板檢測系統。其工作原理為：首先，為確定攝像機在拍攝時垂直汽車儀表板并恰好位于指針回轉中心，要用裝夾工作臺固定攝像機和待測儀表。其次，智能檢測系統利用數據采集卡發出信號源，喚醒汽車儀表。其次，利用圖像采集系統中的圖像采集卡激活CCD攝像機采集儀表圖像，將數字化后的圖像信號傳送到計算機，并進行存儲。最后，進行圖像處理，識別指針，計算讀數，反復對比后確定結果，打印輸出報告。智能檢測系統的具體硬件裝置構成如下圖[2]。

2.3 汽車儀表板圖像采集系統

汽車儀表板中的圖像采集系統是圖像處理工作得以展開的基礎，而圖像采集系統中的圖像采集卡是控制攝像機工作、進行圖像采集和數字化的重要銜接設備。圖像采集系統主要包括光學成像、光源照明、圖像捕捉3個部分。首先，光學成像系統將所需要的圖像完整地投影到CCD傳感器；其次，利用光源照明元件捕捉目標，獲得高質量的目標圖像，在汽車儀表板智能檢測系統中，選擇前向照明方式中的暗場照明，并基于汽車儀表板表盤的特點和光源的特性，選擇LED光源。最后，圖像捕捉將圖像傳感器接收到的光學圖像，轉化為計算機能處理的電信號[3]。

2.4 汽車儀表板圖像處理系統

汽車儀表板圖像處理系統能夠科學地運用圖像處理的相關算法進行圖像處理工作，并提取出有價值的信息。如何提取表盤指針信息，是當前計算機視覺汽車儀表板智能檢測系統中圖像處理系統的工作重難點。現階段，雖然以灰度圖像、彩色圖像和深度圖像為基礎的計算機視覺系統發展勢頭迅猛，但是二值計算機視覺系統憑借其極高的實用性和優勢，目前仍被廣泛應用。汽車儀表板圖像處理系統主要包括圖像存儲和圖像處理兩部分功能。

首先，圖像存儲功能中的矢量圖法和點位圖法以不同的生成方式描述數字和圖像，然后，圖像處理功能首先要進行圖像預處理，去除圖像背景中的灰度信息，校正圖像色彩等，提高圖像信噪比。其次，抽取圖像中有價值的信息，改善圖像識別。然后，采用圖像變換的方法將空間域的處理轉換成變換域處理。此外，運用圖像平滑技術，抑制圖像噪聲。還要進行圖像增強，突出圖像中有價值的信息，強調圖像整體或局部的特性，改善圖像的視覺效果。最后，在將圖像分割成若干個區域提取有意義的特征部分的基礎上，感受圖像特征[4]。

2.5 基于計算機視覺技術的汽車儀表板系統檢測流程

在應用系統對汽車儀表板進行檢測的過程中，主要檢測對象實質上是汽車儀表的指針，因此，計算機視覺技術智能檢測系統的關鍵就在于檢測圖像中的直線、提取表盤指針信息。通常情況下，其基本檢測步驟分為3個階段，首先，獲取圖像信息。其次，對所獲取的圖像采用平滑、增強和分割的方式進行圖像預處理工作。最后，使用hough變換的中心投影法檢測圖像中的直線，提取表盤指針信息。其具體流程如下。

3 結束語

總而言之，計算機視覺技術汽車儀表板的智能檢測系統集光、機、電、計算機軟硬件于一體，代替了傳統模式下汽車儀表板的人工檢測方式，最大程度地降低了人為因素對汽車儀表板檢測結果的影響，提高了檢測效率和準確度，實現了汽車儀表板的全自動校驗檢測目標。