專利名稱：一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車檢測(cè)領(lǐng)域，具體來說是一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置，用于各種車輛實(shí)驗(yàn)。
背景技術(shù)：
方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于測(cè)量方向盤轉(zhuǎn)向時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器采用光電效應(yīng)，電阻分壓效應(yīng)等原理，將轉(zhuǎn)角與光電碼或電阻值對(duì)應(yīng)，通過光電碼的識(shí)別和電阻值的檢測(cè)達(dá)到采集方向盤轉(zhuǎn)角的目的。轉(zhuǎn)角傳感器直接固定在方向盤轉(zhuǎn)軸上。但這樣的設(shè)計(jì)存在很多問題，具體如下I、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器直接固定在車輛方向盤或方向盤轉(zhuǎn)軸上，會(huì)導(dǎo)致駕駛員察看 儀表的視線被阻擋，還有可能影響方向盤的旋轉(zhuǎn)，影響駕駛員的正常駕駛；2、現(xiàn)有方向盤轉(zhuǎn)角傳感器沒有轉(zhuǎn)角記憶功能，因此當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)范圍大于一周時(shí)，轉(zhuǎn)角傳感器很難得出正確的檢測(cè)結(jié)果；3、現(xiàn)有檢測(cè)裝置安裝困難，通常需要在汽車出廠前固定在方向盤或轉(zhuǎn)軸上，且移植性差，不方便拆卸，不能滿足現(xiàn)有車輛實(shí)驗(yàn)需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷而提出的一種基于圖像的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、量程寬、對(duì)駕駛員觀察儀表盤沒有影響，且可在車上安裝的方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置，為車輛檢測(cè)實(shí)驗(yàn)提供準(zhǔn)確的方向盤轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)。一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法，其特征在于通過下述步驟來實(shí)現(xiàn)步驟一對(duì)方向盤進(jìn)行標(biāo)識(shí)；在車輛方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，在車輛方向盤背面圓周上粘貼有標(biāo)記線、標(biāo)記貼A與標(biāo)記貼B ；所述標(biāo)記線具有6條，通過6條指向車輛方向盤中心的標(biāo)記線將方向盤背部圓周六等分，使方向盤背部圓周上形成6個(gè)相等弧度區(qū)間，且在車輛方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，一條標(biāo)記線位于車輛方向盤背面正上方，作為車輛方向盤的零度線；在6個(gè)區(qū)間內(nèi)均粘貼有三角形的標(biāo)記貼A以及不同寬度的弧形帶狀標(biāo)記貼B，每個(gè)區(qū)間內(nèi)的標(biāo)記貼A、標(biāo)識(shí)貼B的粘貼方式相同，其中對(duì)于標(biāo)記貼A來說令標(biāo)記貼A的三條邊分別為sl、s2、s3，則需保證邊Si與所在區(qū)間中的一條標(biāo)記線重合；邊s2與s3的交點(diǎn)位于所在區(qū)間另一條標(biāo)記線上且，邊s2與標(biāo)記貼A所在區(qū)間中的標(biāo)記貼B的切線平行；對(duì)于標(biāo)記貼B來說每個(gè)區(qū)間內(nèi)的標(biāo)記貼B兩端點(diǎn)分別位于所在區(qū)間兩端的兩條標(biāo)記線上，且每個(gè)區(qū)間內(nèi)的標(biāo)記貼B弧度與所在區(qū)間兩端的兩條標(biāo)記線夾角相等。由零度線開始順時(shí)針每個(gè)標(biāo)記貼B的寬度依次為a、
b、C、d、e、f ο步驟二 方向盤背部正上方處圖像的獲??；在獲取的視頻圖像中設(shè)定一條標(biāo)識(shí)線，當(dāng)車輛方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，視頻圖像中的標(biāo)識(shí)線與零度線重合。步驟三視頻圖像與方向盤間的對(duì)準(zhǔn)校驗(yàn)；將方向盤右打60°、120°、180°、240°、300°、360°時(shí)，使視頻圖像中標(biāo)識(shí)線與順時(shí)針的各標(biāo)記線重合。步驟四視頻圖像處理；將視頻圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，同時(shí)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行區(qū)域選擇，灰度變換，濾波處理。步驟五獲得車輛行駛中方向盤轉(zhuǎn)角； ①獲得駕駛員方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向及圈數(shù)；當(dāng)方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)值為O;當(dāng)操作人員第一次轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤后，若數(shù)字圖像中的標(biāo)識(shí)線通過零度線時(shí)，且下一時(shí)刻標(biāo)識(shí)線所落在的標(biāo)記貼A寬度為a時(shí)，則方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)值加I ;若標(biāo)識(shí)線通過零度線時(shí)，且下一時(shí)刻標(biāo)識(shí)線落在的標(biāo)記貼A的寬度為f時(shí)，則方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)值減I ;直到數(shù)字圖像中下次標(biāo)識(shí)線經(jīng)過零度線時(shí)重復(fù)上述過程。且當(dāng)圈數(shù)值小于零時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)樽?，?dāng)圈數(shù)值大于零時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)橛摇＂讷@得t時(shí)刻標(biāo)記貼B對(duì)應(yīng)的方向盤轉(zhuǎn)角β ；對(duì)數(shù)字圖像中標(biāo)記貼B的寬度進(jìn)行識(shí)別；根據(jù)接收到的圖像中標(biāo)識(shí)線所落在的標(biāo)記貼B的寬度得到對(duì)應(yīng)的方向盤轉(zhuǎn)角β，并進(jìn)行存儲(chǔ)，則
權(quán)利要求
1.一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法，其特征在于通過下述步驟來實(shí)現(xiàn) 步驟一對(duì)方向盤進(jìn)行標(biāo)識(shí)； 在車輛方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，在車輛方向盤背面圓周上粘貼有標(biāo)記線、標(biāo)記貼A與標(biāo)記貼B ； 所述標(biāo)記線具有6條，通過6條指向車輛方向盤中心的標(biāo)記線將方向盤背部圓周六等分，使方向盤背部圓周上形成6個(gè)相等弧度區(qū)間，且在車輛方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，一條標(biāo)記線位于車輛方向盤背面正上方，作為車輛方向盤的零度線；在6個(gè)區(qū)間內(nèi)均粘貼有三角形的標(biāo)記貼A以及不同寬度的弧形帶狀標(biāo)記貼B，每個(gè)區(qū)間內(nèi)的標(biāo)記貼A、標(biāo)識(shí)貼B的粘貼方式相同，其中對(duì)于標(biāo)記貼A來說令標(biāo)記貼A的三條邊分別為Si、s2、s3，則需保證邊Si與所在區(qū)間中的一條標(biāo)記線重合；邊s2與s3的交點(diǎn)位于所在區(qū)間另一條標(biāo)記線上且，邊s2與標(biāo)記貼A所在區(qū)間中的標(biāo)記貼B的切線平行；對(duì)于標(biāo)記貼B來說每個(gè)區(qū)間內(nèi)的標(biāo)記貼B兩端點(diǎn)分別位于所在區(qū)間兩端的兩條標(biāo)記線上，且每個(gè)區(qū)間內(nèi)的標(biāo)記貼B弧度與所在區(qū)間兩端的兩條標(biāo)記線夾角相等。由零度線開始順時(shí)針每個(gè)標(biāo)記貼B的寬度依次為a、b、C、d、e、f ； 步驟二 方向盤背部正上方處圖像的獲?。? 在獲取的視頻圖像中設(shè)定一條標(biāo)識(shí)線，當(dāng)車輛方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，視頻圖像中的標(biāo)識(shí)線與零度線重合； 步驟三視頻圖像與方向盤間的對(duì)準(zhǔn)校驗(yàn)； 將方向盤右打60°、120。、180。、240。、300。、360。時(shí)，使視頻圖像中標(biāo)識(shí)線與順時(shí)針的各標(biāo)記線重合； 步驟四視頻圖像處理； 將視頻圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，同時(shí)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行區(qū)域選擇，灰度變換，濾波處理； 步驟五獲得車輛行駛中方向盤轉(zhuǎn)角； ①獲得駕駛員方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向及圈數(shù)； 當(dāng)方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)值為O ;當(dāng)操作人員第一次轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤后，若數(shù)字圖像中的標(biāo)識(shí)線通過零度線時(shí)，且下一時(shí)刻標(biāo)識(shí)線所落在的標(biāo)記貼A寬度為a時(shí)，則方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)值加I ;若標(biāo)識(shí)線通過零度線時(shí)，且下一時(shí)刻標(biāo)識(shí)線落在的標(biāo)記貼A的寬度為f時(shí)，則方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)值減I ;直到數(shù)字圖像中下次標(biāo)識(shí)線經(jīng)過零度線時(shí)重復(fù)上述過程。且當(dāng)圈數(shù)值小于零時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)樽螅?dāng)圈數(shù)值大于零時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)橛遥? ②獲得t時(shí)刻標(biāo)記貼B對(duì)應(yīng)的方向盤轉(zhuǎn)角β； 對(duì)數(shù)字圖像中標(biāo)記貼B的寬度進(jìn)行識(shí)別；根據(jù)接收到的圖像中標(biāo)識(shí)線所落在的標(biāo)記貼B的寬度得到對(duì)應(yīng)的方向盤轉(zhuǎn)角β，并進(jìn)行存儲(chǔ)，則
2.如權(quán)利要求I所述一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法，其特征在于所述a=lcm、b=2cm、c=3cm、d=4cm、e=5cm、f=6cm。
3.如權(quán)利要求I所述一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法，其特征在于當(dāng)車輛熄火后再次啟動(dòng)時(shí)，標(biāo)記貼A與標(biāo)記貼B對(duì)應(yīng)的方向盤轉(zhuǎn)角α或β的值與車輛前次熄火后存儲(chǔ)的α或β的值間相差10° 15°時(shí)，由此，通過報(bào)警設(shè)備向駕駛員發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員將方向盤恢復(fù)到初始狀態(tài)。
4.一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置，其特征在于包括標(biāo)識(shí)模塊、圖像獲取模塊、處理模塊、顯示模塊與供電模塊； 其中，標(biāo)識(shí)模塊用來在車輛方向盤上進(jìn)行標(biāo)識(shí)，包括標(biāo)記線、標(biāo)記貼A與標(biāo)記貼B，所述標(biāo)記線具有6條，通過6條指向車輛方向盤中心的標(biāo)記線將方向盤背部圓周六等分，使方向盤背部圓周上形成6個(gè)相等弧度區(qū)間，且車輛方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，一條標(biāo)記線位于車輛方向盤背面正上方，作為車輛方向盤的零度線；在6個(gè)區(qū)間內(nèi)均粘貼有三角形的標(biāo)記貼A以及不同寬度的弧形帶狀標(biāo)記貼B，每個(gè)區(qū)間內(nèi)的標(biāo)記貼Α、標(biāo)識(shí)貼B的粘貼方式相同，其中對(duì)于標(biāo)記貼A來說令標(biāo)記貼A的三條邊分別為sl、s2、s3，則邊Si與所在區(qū)間中的一條標(biāo)記線重合，令其為標(biāo)記貼A的短邊；邊s2與s3的交點(diǎn)位于所在區(qū)間另一條標(biāo)記線上，且邊s2與標(biāo)記貼A所在區(qū)間中的標(biāo)記貼B的切線平行。對(duì)于標(biāo)記貼B來說每個(gè)區(qū)間內(nèi)的標(biāo)記貼B兩端點(diǎn)分別位于所在區(qū)間兩端的兩條標(biāo)記線上，且每個(gè)區(qū)間內(nèi)的標(biāo)記貼B弧度與所在區(qū)間兩端的兩條標(biāo)記線夾角相等；由零度線開始順時(shí)針每個(gè)標(biāo)記貼B的寬度依次為a、b、c、d、e、f ； 所述圖像獲取模塊為一攝像頭，使攝像頭對(duì)準(zhǔn)車輛方向盤正上方的零度線，紅外攝像頭用來實(shí)時(shí)獲取車輛方向盤上零度線處的視頻圖像；紅外攝像頭獲取的視頻圖像設(shè)定一條標(biāo)識(shí)線，當(dāng)車輛方向盤處于初始狀態(tài)時(shí)，攝像頭獲取的視頻圖像中的標(biāo)識(shí)線與零度線重合。且需保證在方向盤左打60°、120°、180°、240°、300°、360°時(shí)，攝像頭獲取的視頻圖像中標(biāo)識(shí)線應(yīng)與標(biāo)記線重合； 所述處理模塊包括圖像采集單元、圖像預(yù)處理單元、信息識(shí)別處理單元、存儲(chǔ)模塊與計(jì)數(shù)模塊；處理模塊通過供電模塊供電；其中，圖像采集單元用來采集紅外攝像頭獲取的視頻圖像，并將模擬圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，發(fā)送給圖像預(yù)處理單元，通過圖像預(yù)處理單元對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行中值濾波、白噪聲以及灰度處理，將處理后的數(shù)字圖像發(fā)送給信息識(shí)別處理單元; 存儲(chǔ)模塊用來存儲(chǔ)方向盤右轉(zhuǎn)O度、10度、20度、30度、40度、50度、60度時(shí)，數(shù)字圖像中標(biāo)識(shí)線與標(biāo)記貼A中邊s2、s3交點(diǎn)間距；所述計(jì)數(shù)模塊用來對(duì)方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)操作人員第一次轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)值的初始值為O ; 信息識(shí)別處理單元用來對(duì)接收到的數(shù)字圖像實(shí)時(shí)進(jìn)行識(shí)別獲得車輛方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向與轉(zhuǎn)角，并將方向盤方向及轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊進(jìn)行顯示；具體過程為 I、方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向及圈數(shù)識(shí)別； 當(dāng)操作人員第一次轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤后，若數(shù)字圖像中的標(biāo)識(shí)線通過零度線時(shí)，且下一時(shí)刻標(biāo)識(shí)線所落在的標(biāo)記貼A寬度為a時(shí)，則計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)值加I ;若標(biāo)識(shí)線通過零度線時(shí)，且下一時(shí)刻標(biāo)識(shí)線落在的標(biāo)記貼A102的寬度為f時(shí)，則計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)值減I ;直到數(shù)字圖像中下次標(biāo)識(shí)線經(jīng)過零度線時(shí)重復(fù)上述過程。且當(dāng)圈數(shù)值小于零時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)樽?，?dāng)圈數(shù)值大于零時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)橛遥? II、獲得t時(shí)刻標(biāo)記貼B對(duì)應(yīng)的方向盤轉(zhuǎn)角β； 通過信息識(shí)別處理單元實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)字圖像中標(biāo)記貼B的寬度進(jìn)行識(shí)別；根據(jù)數(shù)字圖像中標(biāo)識(shí)線所落在的標(biāo)記貼B的寬度得到對(duì)應(yīng)的方向盤轉(zhuǎn)角β，并發(fā)送直存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，則
5.如權(quán)利要求4所述一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置，其特征在于所述攝像頭固定裝置安裝在車輛儀表盤上方。
6.如權(quán)利要求4所述一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置，其特征在于所述攝像頭為紅外攝像頭。
7.如權(quán)利要求4所述一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置，其特征在于當(dāng)車輛熄火后再次啟動(dòng)時(shí)，若由信息識(shí)別處理單元得到的標(biāo)記貼A與標(biāo)記貼B對(duì)應(yīng)的方向盤轉(zhuǎn)角α或β的值與車輛前次熄火后存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的α或β的值間相差10° 15°時(shí),則認(rèn)為在車輛熄火與啟動(dòng)之間方向盤被轉(zhuǎn)動(dòng)，由此，通過報(bào)警設(shè)備向駕駛員發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員將方向盤恢復(fù)到初始狀態(tài)，且通過復(fù)位按鈕將計(jì)數(shù)模塊的計(jì)數(shù)值歸零。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于圖像的車輛方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置，屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，通過在方向盤上進(jìn)行標(biāo)記，獲取標(biāo)記圖像，并進(jìn)行識(shí)別，從而判斷方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及方向盤轉(zhuǎn)角。本發(fā)明方法可對(duì)方向盤轉(zhuǎn)角進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，且當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于一周時(shí)，也可準(zhǔn)確得到方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度；本發(fā)明裝置，不會(huì)阻擋駕駛員察看儀表的視線；且安裝拆卸方便，移植性強(qiáng)，滿足現(xiàn)有車輛實(shí)驗(yàn)需要。
文檔編號(hào)B62D15/02GK102878951SQ20121034321
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者余貴珍, 王云鵬, 徐源泉, 魯光泉, 田大新 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)