基于机器视觉的汽车仪表板智能检测探究

刘丁确

(河北省机械科学研究设计院，河北 石家庄 050000)

当前，我国普遍使用计算机视觉技术进行汽车仪表板的智能检测工作，利用计算机视觉技术具有的高效率、高稳定性的优势，保障汽车仪表板智能检测工作的准确度和效率。基于计算机视觉技术的汽车仪表板智能检测系统集各种软硬件技术于一体，能够最大程度地实现全自动检测工作，计算机视觉技术汽车仪表板智能检测系统也是现代科技改造传统手段的典型案例。

1 计算机视觉技术的概念

计算机视觉是用计算机模拟人眼，寻找人类的视觉规律，从客观事物或图像中提取信息，并识别和理解物体或三维物体的运动和形态，最终应用于检测、测量和控制等工作。当前，计算机视觉技术正广泛地应用于社会领域的各个方面，不夸张地说，在大部分需要人类视觉或人类视觉无法感知的场合都已经应用了计算机视觉技术，计算机视觉技术十分明显的优越性，使其在汽车仪表板智能检测领域也大受欢迎[1]。

2 基于计算机视觉技术的汽车仪表板智能检测系统构建

2.1 汽车仪表板概述

汽车仪表板能够准确地反馈出汽车结构中各部分的运行状况，从汽车仪表板的结构原理上来看，可以分为机械仪表和电子仪表两种类型，当前，我国汽车结构中配备的主要仪表有：机油压力表、电压表、车速里程表、燃油表、水温表等。

2.2 计算机视觉技术汽车仪表板智能检测系统设计思路

一般情况下，一个完整的计算机视觉技术检测系统由图像捕捉、光学成像、图像采集、照明和数字化系统五部分构成，因此，计算机视觉技术的汽车仪表板智能检测系统要以计算机为核心，以装夹工作台、汽车仪表板、数据采集卡、图像采集卡、LED、打印机等外置设备为辅助部分，最终形成完整的汽车仪表板检测系统。其工作原理为：首先，为确定摄像机在拍摄时垂直汽车仪表板并恰好位于指针回转中心，要用装夹工作台固定摄像机和待测仪表。其次，智能检测系统利用数据采集卡发出信号源，唤醒汽车仪表。其次，利用图像采集系统中的图像采集卡激活CCD摄像机采集仪表图像，将数字化后的图像信号传送到计算机，并进行存储。最后，进行图像处理，识别指针，计算读数，反复对比后确定结果，打印输出报告。智能检测系统的具体硬件装置构成如下图[2]。

2.3 汽车仪表板图像采集系统

汽车仪表板中的图像采集系统是图像处理工作得以展开的基础，而图像采集系统中的图像采集卡是控制摄像机工作、进行图像采集和数字化的重要衔接设备。图像采集系统主要包括光学成像、光源照明、图像捕捉3个部分。首先，光学成像系统将所需要的图像完整地投影到CCD传感器；其次，利用光源照明元件捕捉目标，获得高质量的目标图像，在汽车仪表板智能检测系统中，选择前向照明方式中的暗场照明，并基于汽车仪表板表盘的特点和光源的特性，选择LED光源。最后，图像捕捉将图像传感器接收到的光学图像，转化为计算机能处理的电信号[3]。

2.4 汽车仪表板图像处理系统

汽车仪表板图像处理系统能够科学地运用图像处理的相关算法进行图像处理工作，并提取出有价值的信息。如何提取表盘指针信息，是当前计算机视觉汽车仪表板智能检测系统中图像处理系统的工作重难点。现阶段，虽然以灰度图像、彩色图像和深度图像为基础的计算机视觉系统发展势头迅猛，但是二值计算机视觉系统凭借其极高的实用性和优势，目前仍被广泛应用。汽车仪表板图像处理系统主要包括图像存储和图像处理两部分功能。

首先，图像存储功能中的矢量图法和点位图法以不同的生成方式描述数字和图像，然后，图像处理功能首先要进行图像预处理，去除图像背景中的灰度信息，校正图像色彩等，提高图像信噪比。其次，抽取图像中有价值的信息，改善图像识别。然后，采用图像变换的方法将空间域的处理转换成变换域处理。此外，运用图像平滑技术，抑制图像噪声。还要进行图像增强，突出图像中有价值的信息，强调图像整体或局部的特性，改善图像的视觉效果。最后，在将图像分割成若干个区域提取有意义的特征部分的基础上，感受图像特征[4]。

2.5 基于计算机视觉技术的汽车仪表板系统检测流程

在应用系统对汽车仪表板进行检测的过程中，主要检测对象实质上是汽车仪表的指针，因此，计算机视觉技术智能检测系统的关键就在于检测图像中的直线、提取表盘指针信息。通常情况下，其基本检测步骤分为3个阶段，首先，获取图像信息。其次，对所获取的图像采用平滑、增强和分割的方式进行图像预处理工作。最后，使用hough变换的中心投影法检测图像中的直线，提取表盘指针信息。其具体流程如下。

3 结束语

总而言之，计算机视觉技术汽车仪表板的智能检测系统集光、机、电、计算机软硬件于一体，代替了传统模式下汽车仪表板的人工检测方式，最大程度地降低了人为因素对汽车仪表板检测结果的影响，提高了检测效率和准确度，实现了汽车仪表板的全自动校验检测目标。