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一種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括：主控制模塊(1)、內(nèi)部/外部存儲器模塊(2)、攝像頭模塊(3)、VGA顯示接口模塊(4)、以太網(wǎng)絡(luò)模塊(5)、電源模塊(6)、系統(tǒng)時鐘模塊(7)、復(fù)位模塊(8)、串口模塊(9)、USB模塊(10)、GPIO模塊(11)、JTAG模塊(12)，主控制模塊(1)為ARM微控制器，分別與內(nèi)部/外部存儲器模塊(2)、攝像頭模塊(3)、VGA顯示接口模塊(4)、以太網(wǎng)絡(luò)模塊(5)、電源模塊(6)、系統(tǒng)時鐘模塊(7)、復(fù)位模塊(8)、串口模塊(9)、USB模塊(10)、GPIO模塊(11)、JTAG模塊(12)連接，負(fù)責(zé)接收輸入或輸出控制信號，用于實現(xiàn)車燈裝配中的光型自動檢測。該系統(tǒng)能夠提高車燈檢測的效率，節(jié)省車燈裝配人工提高車燈裝配，能為不同廠家的車燈裝配提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】一種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制系統(tǒng)和方法，屬于 汽車燈裝配檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，車燈裝配中的光型檢測系統(tǒng)裝置一般有以下幾種： (1) .傳統(tǒng)的人工對車燈裝配中的光型檢測系統(tǒng)裝置。按照車燈裝配標(biāo)準(zhǔn)要求，使用人 工的方法車燈裝配進(jìn)行測試，其檢測的精度容易產(chǎn)生人為主觀誤差，且效率低； (2) .機(jī)械式車燈裝配中的光型對位檢測裝置。該檢測裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求 高，且配套設(shè)備多，制造成本較高； (3) .基于CCD光學(xué)成像車燈裝配中的光型檢測裝置。使用攝像頭和圖像采集卡，獲取 相關(guān)光型的圖像，對車燈裝配進(jìn)行檢測，但是，檢測裝置的照度標(biāo)定難度較大，計算復(fù)雜，且 制造成本高。
[0003] 綜上所述，現(xiàn)有車燈裝配中的光型檢測裝置和方法的檢測效率低，制造成本高，且 檢測標(biāo)準(zhǔn)化不統(tǒng)一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提供一種汽車燈裝配中的光 型自動檢測引導(dǎo)的控制系統(tǒng)和方法，能夠提高車燈檢測的效率，節(jié)省車燈裝配人工，能為不 同廠家的車燈裝配提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是：設(shè)計一種汽車燈裝配 中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制系統(tǒng)，取代人工車燈裝配中的光型檢測，使用了視頻圖像檢 測算法和模式識別方法，實時采集到的車燈裝配中的車燈光型圖像，進(jìn)行客觀的分析和判 斷，將檢測結(jié)果和引導(dǎo)方向傳遞給車燈裝配控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)車燈光型自動校準(zhǔn)檢測。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)： 一種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體包括：主控制模塊1、 內(nèi)部/外部存儲器模塊2、攝像頭模塊3、VGA顯示接口模塊4、以太網(wǎng)絡(luò)模塊5、電源模塊6、 系統(tǒng)時鐘模塊7、復(fù)位模塊8、串口模塊9、USB模塊10、GP10模塊11、JTAG模塊12,主控制 模塊1為ARM微控制器，分別與內(nèi)部/外部存儲器模塊2、攝像頭模塊3、VGA顯示接口模塊 4、以太網(wǎng)絡(luò)模塊5、電源模塊6、系統(tǒng)時鐘模塊7、復(fù)位模塊8、串口模塊9、USB模塊10、GPI0 模塊11、JTAG模塊12連接，負(fù)責(zé)接收輸入或輸出控制信號，用于實現(xiàn)車燈裝配中的光型自 動檢測，其特征在于，所述的主控制模塊1 :為ARM微控制器，負(fù)責(zé)初始化各模塊；對內(nèi)部/ 外部存儲器模塊2進(jìn)行訪問控制；從攝像頭模塊3中讀取圖像信號數(shù)據(jù)，執(zhí)行車燈配光性能 檢測的相關(guān)算法和處理流程；將執(zhí)行結(jié)果和處理的圖像信號輸出到VGA顯示接口模塊4,在 LED顯示設(shè)備中顯示；根據(jù)用戶預(yù)定義的輸出類型，通過串口模塊9、以太網(wǎng)絡(luò)模塊5實時地 將裝配方向和執(zhí)行結(jié)果，傳輸給裝配線上的執(zhí)行接收端； 所述的內(nèi)部/外部存儲器模塊2 :包括內(nèi)置同步動態(tài)隨機(jī)存儲器（SDRAM存儲器）、外擴(kuò) 靜態(tài)隨機(jī)存儲器（SRAM存儲器）和閃存存儲器（FLASH存儲器），其中：SDRAM存儲器用于 存儲程序運行時的代碼，SRAM存儲器用于存儲攝像頭的圖像數(shù)據(jù)，F(xiàn)LASH存儲器用于存儲 系統(tǒng)程序和系統(tǒng)配置參數(shù)； 所述的攝像頭模塊3 :負(fù)責(zé)捕獲車燈光型圖像傳輸至主控制模塊1 ; 所述的VGA顯示接口模塊4 :負(fù)責(zé)將圖像數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏上； 所述的以太網(wǎng)絡(luò)模塊5 :負(fù)責(zé)實現(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)通訊功能； 所述的電源模塊6 :負(fù)責(zé)給整個控制器系統(tǒng)中的各模塊提供正常的工作電源； 系統(tǒng)時鐘模塊7 :負(fù)責(zé)為主控制模塊1提供相應(yīng)的晶振； 所述的復(fù)位模塊8 :若主控制模塊1出現(xiàn)故障時，電源模塊6停止供電，且進(jìn)行重啟； 所述的串口模塊9 :負(fù)責(zé)實現(xiàn)串口通訊； 所述的USB模塊10 :負(fù)責(zé)主控制模塊1和U盤之間的USB數(shù)據(jù)通訊，使用DMA技術(shù)按 照USB協(xié)議完成數(shù)據(jù)的讀寫，存儲每次執(zhí)行后的日志信息和執(zhí)行結(jié)果； 所述的GPIO模塊11 :負(fù)責(zé)將主控制模塊1的相關(guān)操作結(jié)果數(shù)據(jù)鎖存輸出至輸入輸出 信號接口模塊，負(fù)責(zé)將外部開關(guān)信號及伺服信號鎖存輸入到主控模塊中； 所述的JTAG模塊12 :系統(tǒng)程序燒寫接口，實現(xiàn)在線調(diào)試等功能。
[0006] -種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制方法，采用上述系統(tǒng)進(jìn)行車燈裝配 的自動光型檢測引導(dǎo)控制，其檢測引導(dǎo)控制步驟如下： (1) .根據(jù)用戶的車燈類型分別設(shè)置前照燈標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型和后照燈標(biāo)準(zhǔn)光型的 數(shù)據(jù)模型， 所述的前照燈標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型包括車燈類型名、前照燈的遠(yuǎn)光燈圖像采集間隔時 間； 所述的后照燈標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型包括車燈類型名、標(biāo)準(zhǔn)車燈光型、圖像采集間隔時 間、車燈光型彩色圖像； (2) .使用攝像頭采集待檢測區(qū)域內(nèi)的車燈光型彩色圖像； (3) .將攝像頭采集待檢測區(qū)域內(nèi)的RGB空間中的車燈光型彩色圖像進(jìn)行歸一化灰度 處理，得到歸一化灰度后的車燈光型彩色圖像，其像素值[0-255]區(qū)間； (4) .采用高斯濾波對歸一化灰度后的車燈光型圖像進(jìn)行去噪聲，得到去噪后的車燈 光型圖像； (5) .設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)車燈光數(shù)據(jù)模型，分別將去噪后的前照燈的遠(yuǎn)光燈型圖像、前照燈的近 光燈型圖像，后照車燈的光型圖像與配置中的標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行對比，獲取前照燈 的遠(yuǎn)光燈的中心位置；獲取前照燈的近光燈的拐點位置；獲取后照燈的LED的強(qiáng)度； (6) .根據(jù)前照燈與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型的比較結(jié)果； 上述步驟（5)所述的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)車燈光數(shù)據(jù)模型，分別將去噪后的前照燈的遠(yuǎn)光燈型圖 像、前照燈的近光燈型圖像，后照燈的光型圖像與配置中的標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行對比， 獲取前照燈的遠(yuǎn)光燈的中心位置；獲取前照燈的近光燈的拐點位置；獲取后照燈的LED的 強(qiáng)度，其具體步驟： (5-1).計算去噪后的灰度圖像中各亮光聚集區(qū)域的灰度均方差、灰度平均值； (5-2).將標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)光型區(qū)域和候選光型區(qū)域匹配，匹配代價之和最小的值作為最終的 檢測區(qū)域的結(jié)果，計算標(biāo)準(zhǔn)光型區(qū)域與候選光型區(qū)域匹配兩區(qū)域所需要花費的代價，記為 Cij，其表達(dá)式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體包括：主控制模塊 (1) 、內(nèi)部/外部存儲器模塊（2)、攝像頭模塊（3)、VGA顯示接口模塊（4)、以太網(wǎng)絡(luò)模塊 (5)、電源模塊（6)、系統(tǒng)時鐘模塊（7)、復(fù)位模塊（8)、串口模塊（9)、USB模塊（10)、GPIO模 塊（11)、JTAG模塊（12)，主控制模塊（1)為ARM微控制器，分別與內(nèi)部/外部存儲器模塊 (2) 、攝像頭模塊（3)、VGA顯示接口模塊（4)、以太網(wǎng)絡(luò)模塊（5)、電源模塊（6)、系統(tǒng)時鐘模 塊（7)、復(fù)位模塊（8)、串口模塊（9)、USB模塊（10)、GPI0模塊（11)、JTAG模塊（12)連接， 負(fù)責(zé)接收輸入或輸出控制信號，用于實現(xiàn)車燈裝配中的光型自動檢測，其特征在于， 所述的主控制模塊（1):為ARM微控制器，負(fù)責(zé)初始化各模塊；對內(nèi)部/外部存儲器模 塊（2)進(jìn)行訪問控制；從攝像頭模塊（3)中讀取圖像信號數(shù)據(jù)，執(zhí)行車燈配光性能檢測的相 關(guān)算法和處理流程；將執(zhí)行結(jié)果和處理的圖像信號輸出到VGA顯示接口模塊（4)，在LED顯 示設(shè)備中顯示；根據(jù)用戶預(yù)定義的輸出類型，通過串口模塊（9)、以太網(wǎng)絡(luò)模塊（5)實時地 將裝配方向和執(zhí)行結(jié)果，傳輸給裝配線上的執(zhí)行接收端； 所述的內(nèi)部/外部存儲器模塊（2):包括內(nèi)置同步動態(tài)隨機(jī)存儲器（SDRAM存儲器）、外 擴(kuò)靜態(tài)隨機(jī)存儲器（SRAM存儲器）和閃存存儲器（FLASH存儲器），其中：SDRAM存儲器用 于存儲程序運行時的代碼，SRAM存儲器用于存儲攝像頭的圖像數(shù)據(jù)，F(xiàn)LASH存儲器用于存 儲系統(tǒng)程序和系統(tǒng)配置參數(shù)； 所述的攝像頭模塊（3):負(fù)責(zé)捕獲車燈光型圖像傳輸至主控制模塊（1); 所述的VGA顯示接口模塊（4):負(fù)責(zé)將圖像數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏上； 所述的以太網(wǎng)絡(luò)模塊（5):負(fù)責(zé)實現(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)通訊功能； 所述的電源模塊（6):負(fù)責(zé)給整個控制器系統(tǒng)中的各模塊提供正常的工作電源； 系統(tǒng)時鐘模塊（7):負(fù)責(zé)為主控制模塊（1)提供相應(yīng)的晶振； 所述的復(fù)位模塊（8):若主控制模塊（1)出現(xiàn)故障時，電源模塊（6)停止供電，且進(jìn)行 重啟； 所述的串口模塊（9):負(fù)責(zé)實現(xiàn)串口通訊； 所述的USB模塊（10):負(fù)責(zé)主控制模塊⑴和U盤之間的USB數(shù)據(jù)通訊，使用DMA技 術(shù)按照USB協(xié)議完成數(shù)據(jù)的讀寫，存儲每次執(zhí)行后的日志信息和執(zhí)行結(jié)果； 所述的GPIO模塊（11):負(fù)責(zé)將主控制模塊（1)的相關(guān)操作結(jié)果數(shù)據(jù)鎖存輸出至輸入 輸出信號接口模塊，負(fù)責(zé)將外部開關(guān)信號及伺服信號鎖存輸入到主控制模塊（1)中； 所述的JTAG模塊（12):系統(tǒng)程序燒寫接口，實現(xiàn)在線調(diào)試等功能。
2. -種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制方法，采用上述系統(tǒng)進(jìn)行車燈裝配的 自動光型檢測引導(dǎo)控制，其檢測引導(dǎo)控制步驟如下： 根據(jù)用戶的車燈類型分別設(shè)置前照燈標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型和后照燈標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù) 模型， 所述的前照燈標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型包括車燈類型名、前照燈的遠(yuǎn)光燈圖像采集間隔時 間； 所述的后照燈標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型包括車燈類型名、標(biāo)準(zhǔn)車燈光型、圖像采集間隔時 間、車燈光型彩色圖像； 使用攝像頭采集待檢測區(qū)域內(nèi)的車燈光型彩色圖像； 將攝像頭采集待檢測區(qū)域內(nèi)的RGB空間中的車燈光型彩色圖像進(jìn)行歸一化灰度處理， 得到歸一化灰度后的車燈光型彩色圖像，其像素值[0-255]區(qū)間； 采用高斯濾波對歸一灰度化后的車燈光型圖像進(jìn)行去噪聲，得到去噪后的車燈光型圖 像； 設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)車燈光數(shù)據(jù)模型，分別將去噪后的前照燈的遠(yuǎn)光燈型圖像、前照燈的近光燈 型圖像，后照車燈的光型圖像與配置中的標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行對比，獲取前照燈的遠(yuǎn) 光燈的中心位置；獲取前照燈的近光燈的拐點位置；獲取后照燈的LED的強(qiáng)度； 根據(jù)前照燈與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型的比較結(jié)果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制方法，其特征 在于，上述步驟（5)所述的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)車燈光數(shù)據(jù)模型，分別將去噪后的前照燈的遠(yuǎn)光燈型 圖像、前照燈的近光燈型圖像，后照燈的光型圖像與配置中的標(biāo)準(zhǔn)光型的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行對 t匕，獲取前照燈的遠(yuǎn)光燈的中心位置；獲取前照燈的近光燈的拐點位置；獲取后照燈的LED 的強(qiáng)度，其具體步驟： (5-1).計算去噪后的灰度圖像中各亮光聚集區(qū)域的灰度均方差、灰度平均值； (5-2).將標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)光型區(qū)域和候選光型區(qū)域匹配，匹配代價之和最小的值作為最終的 檢測區(qū)域的結(jié)果，計算標(biāo)準(zhǔn)光型區(qū)域與候選光型區(qū)域匹配兩區(qū)域所需要花費的代價，記為 Cw其表達(dá)式為：
其中，Pi為標(biāo)準(zhǔn)光型區(qū)域，qi為候選光型區(qū)域； (5-3).計算檢測區(qū)域的參數(shù)：計算上一步驟獲取的檢測區(qū)域的中心位置和強(qiáng)度，該區(qū) 域的幾何中心就是遠(yuǎn)光中心位置，該區(qū)域的最大亮度的加權(quán)平均值就是該區(qū)域的強(qiáng)度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車燈裝配中的光型自動檢測引導(dǎo)的控制方法，其特征 在于，上述步驟（6)所述的根據(jù)前照燈與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型的比較結(jié)果； (6-1).檢測結(jié)果輸出：根據(jù)前照燈和后照燈與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型的比較結(jié)果； (6-2).檢測狀態(tài)輸出：將檢測結(jié)果輸出到液晶顯示屏，提供給用戶觀測； (6-3).操作日志存儲：將檢測結(jié)果，以日志方式進(jìn)行存儲。
【文檔編號】G01M11/00GK104048811SQ201410255201
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】陳一民, 鄒一波, 董虹, 黃晨, 嚴(yán)玉若, 張典華, 張云華, 李澤宇 申請人:上海大學(xué)