[发明专利]仪表指针动态响应能力的检测方法

权利要求书

1.一种仪表指针动态响应能力的检测方法，通过计算机控制的信号模拟发生器向仪表输入同一参数指标的多个数值信号，在指针转动过程中采取摄像手段连续地获取反映指针实际转动位置的图像，其特征在于：

在识别仪表图像中的指针、并记录指针从下限位置到上限位置其重心点W变化过程的基础上，计算出指针旋转的中心点O、指针在上、下限位置的方位角和关键方位角At；

从而以指针到达关键方位角At的时间是否在允许的范围之内这一结果，来综合地评价动态响应能力。

2.根据权利要求1所述的仪表指针动态响应能力的检测方法，其特征在于：包括有以下检测阶段，

S1，摄像获取的仪表盘彩色图像，由计算机处理并利用指针与其他表盘元素颜色的差异性，以识别出表盘中指针所在的区域；

S2，通过模拟信号发生器，输入仪表盘指针下限位置的信号，指针向下限位置运动；计算和记录每张图像中指针区域的重心点W，根据连续图像队列中最后3幅图像所确定指针重心之间的位置关系，判断指针是否已经静止；若已静止，则停止图像采集，记录指针的下限位置；再通过模拟信号发生器，输入指针上限位置的信号，使指针从下限位置向上限位置移动；计算和记录每张图像中指针区域的重心点W，运用上述方法判断指针静止后，记录指针上限位置；

S3，对S2阶段中所记录的指针从下限位置到上限位置的全部重心点W进行圆拟合，以得到指针旋转的中心点O，以中心点O与某一时刻重心点W的连线为指针即时指向的实际位置，以中心点O与重心点W的连线与水平方向的夹角为指针方位角；

S4，通过指针在上限、下限位置的方位角，确定检测指针动态响应能力的关键方位角At；

S5，分析S2阶段中所记录的指针从下限位置到上限位置的全部重心点W，找出最先到达关键方位角At的指针位置和时间，以生成相应的检测结论。

3.根据权利要求2所述的仪表指针动态响应能力的检测方法，其特征在于：在所述的S1阶段中运用HIS模型以识别出指针所在区域，具体地，

在获取到仪表盘图像以后，将用于表示仪表盘图像颜色的RGB模型转化为HSI模型，具体计算公式如下，

I＝(R+G+B)/3

S＝1-(3*min(R，G，B))/(R+G+B)

当B＜＝G时，H＝W

当B＞G时，H＝2π-W

W＝arccos((2*R-G-B)/(2*sqrt((R-G)*(R-G)+(R-B)*(G-B)))

设定好表针H(色度)、S(饱和度)、I(亮度)的取值范围，并依据该取值范围对表盘图像进行二值化处理，在该取值范围的像素点取值为255(代表白色)，否则为0(代表黑色)；

统计白色区域个数，如果取值为1，则该二值化图像中的白色区域为指针；

如果取值大于1，则该二值化图像中面积最大的白色区域为表针，其他为噪声，消除噪声的方法是将所有噪声区域像素点的灰度值设为0。

4.根据权利要求2或3所述的仪表指针动态响应能力的检测方法，其特征在于：在所述S2阶段确定指针下限位置过程中，按设定的采样频率连续地获取仪表盘图像，将每张图像二值化，识别出其中的指针区域，以计算和记录该区域的重心点W(Xc，Yc)；

其中，用I(x，y)表示二值化图像中在(x，y)位置像素点的取值(0或255)，则有(表示二值化图像中所有像素点的I(x，y)之和)，(表示二值化图像中所有像素点的yI(x，y)之和)，(表示二值化图像中所有像素点的xI(x，y)之和)，重心点W(Xc，Yc)坐标分别为：Xc＝M₁₀/M₀₀，Yc＝M₀₁/M₀₀；

然后，获取到连续3幅图像的重心点W坐标，计算第1张和第2张图像中指针重心的间距以及第2张和第3张图像中指针重心的间距，如果都不大于1个像素，则表示指针已经静止。

5.根据权利要求4所述的仪表指针动态响应能力的检测方法，其特征在于：在所述S3阶段中，运用最小二乘法对记录的所有重心点W进行圆拟合。