基于低温仓环境下汽车除霜试验用的前挡玻璃面积获取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于低温仓环境下汽车除霜试验用的前挡玻璃面积获取方法，其步骤包括：基于低温仓环境下通过摄像机采集、保存前挡玻璃原始图，对其进行标定获得系数；根据图像灰度跳变差值规律确定前挡玻璃原图中车窗边界坐标点，计算出前挡玻璃像素面积，已知标定系数获取前挡玻璃实际面积。本发明专利技术基于摄像机系统计算前挡玻璃面积，省时省力，自动化测试方便高效，减小了人工测量误差，适用于不同类型的汽车自动计算并实时显示其前挡玻璃的面积值。

【技术实现步骤摘要】
基于低温仓环境下汽车除霜试验用的前挡玻璃面积获取方法
本专利技术属于汽车控制和检测领域，更具体的说是涉及一种基于摄像机自动计算低温仓环境下汽车除霜试验用前挡玻璃面积方法。
技术介绍
汽车空调是汽车结构中必不可少的一部分，夏天需要空调制冷，冬天需要空调制热，汽车空调在汽车上得到了广泛应用，同时汽车空调的除霜、除雾系统对汽车的行车安全性与乘坐舒适性产生了至关重要的影响。若汽车没有除霜、除雾能力或者性能较差都会严重影响驾驶员的视野，导致驾驶员不能继续驾驶车辆行驶，甚至还会发生交通事故等更严重的情况。因此，为了保证车辆在恶劣的天气下能够正常行驶，任何车辆均需要具有满足要求的除霜、除雾系统，确保驾驶员有足够开阔清晰的视野。我国汽车风窗系统性能试验标准GB10555-2009对汽车风窗玻璃除霜、除雾系统的性能要求、试验前准备条件和试验步骤都进行了规范说明。其中风窗玻璃除霜试验方法中试验程序中试验车进入低温室后熄火，在试验温度下至少停放10h后，用喷枪将0.044g/cm2乘以风窗玻璃面积值的水量均匀地喷射到玻璃外表面上，生成均匀的冰层。在进行除霜试验前就需要知道风窗玻璃面积值才能对风窗玻璃喷射相对应计算得到的水量，以确保汽车风窗除霜试验正常进行。综上所述，国家标准内容明确提出需要已知风窗玻璃面积值从而计算喷霜装置产生的水量。目前很多企业在进行空调除霜性能测试时，为了获得风窗玻璃面积值，需要在试验前通过卷尺对车窗边长进行手动测量，再求取车窗玻璃面积值，并且车窗玻璃形状复杂，并不是简单的梯形或者是矩形形状，人工测量误差大，弧度部分无法很好的实际测量，这种测试方法会大大降低了试验效率，影响喷霜装置喷出的水量值，试验数据不够准确，精度不够高，这会对汽车风窗玻璃除霜系统测试造成极大影响，更严重后果是导致汽车风窗玻璃除霜试验不能正常开展。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术的不足之处，提供一种操作简便且成本低的基于低温仓环境下汽车除霜试验用的前挡玻璃面积获取方法，以期能自动化、高精度地实时获取汽车除霜试验用的前挡玻璃面积，从而减少人工测量前挡玻璃计算面积的误差。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术一种基于低温仓环境下汽车除霜试验用的前挡玻璃面积获取方法的特点是按如下步骤进行：步骤1、在汽车前挡玻璃的中心区域覆盖一圆形点阵标定板；并在所述低温仓下利用摄像机采集带有所述圆形点阵标定板的前挡玻璃原图A；步骤2、利用式(1)得到标定系数k：式(1)中，L1表示所述圆形点阵标定板中相邻两圆点之间的实际距离；P1表示所述前挡玻璃原图A中，所述圆形点阵标定板中相邻两圆点之间的像素距离；步骤3、计算所述前挡玻璃原图A中前挡玻璃边界上坐标点：步骤3.1、以所述前挡玻璃原图A的任意一顶点作为原点O，以与所述原点O相邻的两条边分别作为X轴和Y轴，建立图像坐标系O-XY；步骤3.2、在所述前挡玻璃原图A上选定前挡玻璃区域R1以及圆形点阵标定板区域R2；步骤3.3、将所述圆形点阵标定板区域R2上任意一条边界上的点记为pi；步骤3.4、以所述点pi为起始点，向前挡玻璃区域R1的上边界作垂线，并在所述前挡玻璃区域R1的上边界上形成1个交点，记为pi,上；步骤3.5、计算所述点pi与交点pi,上连线上所有点的灰度值，并计算相邻两个点的灰度值的差值，选取最大差值绝对值对应的两点中的一点作为前挡玻璃上相应的拟边界点bi,上；步骤3.6、遍历所述点pi与交点pi,上连线上所有点，并分别作为起始点，向前挡玻璃区域R1的左边界和右边界作垂线，得到一系列的交点；步骤3.7、根据步骤3.4计算得到所有起始点与其相应交点连线上最大差值绝对值所对应中灰度值较低的一点作为前挡玻璃的左上斜边和右上斜边的拟边界点；步骤3.8、以所述点pi为起始点，向前挡玻璃区域R1的下边界作垂线，并在所述前挡玻璃区域R1的下边界上形成1个交点，记为pi,下；步骤3.9、根据步骤4.4-步骤4.5，得到前挡玻璃的左下斜边和右下斜边的拟边界点；步骤4.9、以所述点pi为起始点，向前挡玻璃区域R1的左边界作垂线，并在所述前挡玻璃区域R1的左边界上形成1个交点，记为pi,左；步骤4.10、根据步骤4.4，得到前挡玻璃上相应的拟边界点bi,左；步骤4.11、遍历所述点pi与交点pi,左连线上所有点，并分别作为起始点，向前挡玻璃区域R1的上边界和下边界作垂线，得到一系列的交点；步骤4.12、根据步骤4.6，得到前挡玻璃的左上边和左下边的拟边界点；步骤4.13、以所述点pi为起始点，向前挡玻璃区域R1的右边界作垂线，并在所述前挡玻璃区域R1的右边界上形成1个交点，记为pi,右；步骤4.14、根据步骤4.4，得到前挡玻璃上相应的拟边界点bi,右；步骤4.15、遍历所述点pi与交点pi,右连线上所有点，并分别作为起始点，向前挡玻璃区域R1的上边界和下边界作垂线，得到一系列的交点；步骤4.16、根据步骤4.6，得到前挡玻璃的右上边和右下边的拟边界点；由所述左上斜边和右上斜边的拟边界点、左下斜边和右下斜边的拟边界点、左上边和左下边的拟边界点和右上边和右下边的拟边界点构成所述前挡玻璃上所有边界上的拟边界点；步骤5、筛选所述前挡玻璃上的拟边界点，剔除干扰点；步骤5.1、将所述左上斜边的拟边界点以及左下斜边的拟边界点进行线性拟合，得到左斜边的拟合线，将所述左斜边的拟合线外的所有点作为干扰点并删除，从而得到所述前挡玻璃的左斜边的边界点；步骤5.2、将所述右上斜边的拟边界点以及右下斜边的拟边界点进行线性拟合，得到右斜边的拟合线，将所述右斜边的拟合线外的所有点作为干扰点并删除，从而得到所述前挡玻璃的右斜边的边界点；步骤5.3、将所述左上边的拟边界点以及右上边的拟边界点进行线性拟合，得到上边的拟合线，将所述上边的拟合线外的所有点作为干扰点并删除，从而得到所述前挡玻璃的上边的边界点；步骤5.4、将所述左下边的拟边界点以及右下边的拟边界点进行线性拟合，得到下边的拟合线，将所述下边的拟合线外的所有点作为干扰点并删除，从而得到所述前挡玻璃的下边的边界点；由所述前挡玻璃的左斜边的边界点、右斜边的边界点、上边的边界点和下边的边界点构成所述前挡玻璃的边界点并形成所述前挡玻璃的封闭边界图形；步骤6、将所述前挡玻璃的封闭边界图形分割成多个三角形，并利用式(2)得到所述前挡玻璃的封闭边界图形的像素面积S1：式(2)中，k表示所述前挡玻璃封闭边界图形上第k个顶点，k＝1,2,...,m；m表示所述封闭边界图形的顶点总数；xk表示所述前挡玻璃的边界上第k个顶点在X轴上的坐标值；yk表示所述前挡玻璃的边界上第k个顶点在Y轴上的坐标值；xk+1表示所述前挡玻璃的边界上第k+1个顶点在X轴上的坐标值；yk+1表示所述前挡玻璃的边界上第k+1个顶点在Y轴上的坐标值；步骤7、利用式(3)得到所述前挡玻璃的实际面积S2：S2＝k2·S1(3)。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1、本专利技术通过在低温仓内采集图像数据、标定、计算前挡玻璃边界坐标点、获取到前挡玻璃实际面积的方法步骤，能准确获取前挡玻璃车窗面积值，为汽车风窗玻璃除霜试验前做好充分准备，提高了试验效率。2、本专利技术结合摄像机系统采集前挡原图，基于图像方法计算前挡玻璃车窗面积值，提高了计算精度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低温仓环境下汽车除霜试验用的前挡玻璃面积获取方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1、在汽车前挡玻璃的中心区域覆盖一圆形点阵标定板；并在所述低温仓下利用摄像机采集带有所述圆形点阵标定板的前挡玻璃原图A；步骤2、利用式(1)得到标定系数k：

【技术特征摘要】
1.一种基于低温仓环境下汽车除霜试验用的前挡玻璃面积获取方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1、在汽车前挡玻璃的中心区域覆盖一圆形点阵标定板；并在所述低温仓下利用摄像机采集带有所述圆形点阵标定板的前挡玻璃原图A；步骤2、利用式(1)得到标定系数k：式(1)中，L1表示所述圆形点阵标定板中相邻两圆点之间的实际距离；P1表示所述前挡玻璃原图A中，所述圆形点阵标定板中相邻两圆点之间的像素距离；步骤3、计算所述前挡玻璃原图A中前挡玻璃边界上坐标点：步骤3.1、以所述前挡玻璃原图A的任意一顶点作为原点O，以与所述原点O相邻的两条边分别作为X轴和Y轴，建立图像坐标系O-XY；步骤3.2、在所述前挡玻璃原图A上选定前挡玻璃区域R1以及圆形点阵标定板区域R2；步骤3.3、将所述圆形点阵标定板区域R2上任意一条边界上的点记为pi；步骤3.4、以所述点pi为起始点，向前挡玻璃区域R1的上边界作垂线，并在所述前挡玻璃区域R1的上边界上形成1个交点，记为pi,上；步骤3.5、计算所述点pi与交点pi,上连线上所有点的灰度值，并计算相邻两个点的灰度值的差值，选取最大差值绝对值对应的两点中的一点作为前挡玻璃上相应的拟边界点bi,上；步骤3.6、遍历所述点pi与交点pi,上连线上所有点，并分别作为起始点，向前挡玻璃区域R1的左边界和右边界作垂线，得到一系列的交点；步骤3.7、根据步骤3.4计算得到所有起始点与其相应交点连线上最大差值绝对值所对应中灰度值较低的一点作为前挡玻璃的左上斜边和右上斜边的拟边界点；步骤3.8、以所述点pi为起始点，向前挡玻璃区域R1的下边界作垂线，并在所述前挡玻璃区域R1的下边界上形成1个交点，记为pi,下；步骤3.9、根据步骤4.4-步骤4.5，得到前挡玻璃的左下斜边和右下斜边的拟边界点；步骤4.9、以所述点pi为起始点，向前挡玻璃区域R1的左边界作垂线，并在所述前挡玻璃区域R1的左边界上形成1个交点，记为pi,左；步骤4.10、根据步骤4.4，得到前挡玻璃上相应的拟边界点bi,左；步骤4.11、遍历所述点pi与交点pi,左连线上所有点，并分别作为起始点，向前挡玻璃区域R1的上边界和下边界作垂线，得到一系列的交点；步骤4.12、根据步骤4.6，得到前挡玻璃的左上边和左下边的拟边界点；步骤4.13、以所述点pi为起始点...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小龙，程琳，陈发发，井梅，刘鹏飞，钱鹏，胡博文，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34