Локализация индикаторов на изображении панели приборов

Использование локализации индикаторов на изображении панели приборов позволяет выделить двумерные массивы пикселей, содержащие изображения индикаторов, на основе априорных данных о конкретной модели панели приборов.

Для обеспечения корректности работы определяется входной параметр ^y, который представляет собой матрицу размерности (e,4), где e- количество индикаторов на панели приборов. Параметр ^yописывает зд

месторасположение индикаторов на изображении панели приборов, а именно, где ⁿ_i, ^m_i- соответственно высота и ширина изображения z-го индикатора; a_t, β_l- смещения изображения i-го индикатора соответственно по вертикали и горизонтали относительно начала координат матрицы L(h, ч).

В результате осуществленной локализации получаем множество пар вида

где e- количество индикаторов на панели приборов; U- множество всех индикаторов,- матрица, содержащая фрагмент

исходного изображенияэлементы которой

вычисляются по формулеи представляющая собой фрагмент

исходной матрицы I-{h. ч), принадлежащий индикатору iи смещенный относительно начала координат матрицы L(h, ч) на & строк и βстолбцов.

2.2 Математическая модель обработки изображений стрелочных индикаторов

Математическая модель обработки изображений стрелочных индикаторов позволяет определить значение показания стрелочного индикатора.

причем в процессе вычитания осуществляется формирование двух массивов, один из которых содержит изображение стрелочного указателя соответствующего начальному показанию, другой - текущему

Формирование массивов реализуется по следующим правилам:

где- оператор, который, учитывая знак разности, производит формирование массивов;- модуль разности, вычисленный по формуле

(2.6).

Таким образом, в массивебудет находиться только изображение

стрелочного указателя в нулевом положении, при этом другая информация исчезает за счет вычитания. Аналогично массивхранит только

изображение, соответствующее текущему (после отклонения) положению стрелочного указателя.

Затем формируются бинаризованные изображения. Для

этого каждый элементсравнивается с порогами Tі и T ■ :

где ξ- пороговая функция;- элементы массивов.

Значения порогов Tі и T 2определяются путем анализа гистограмм распределения числовых значений элементов массивов.

гистограмма имеет двумодальный характер (содержит два локальных максимума). Необходимость выбора двух порогов обусловлена тем, что в общем случае числовые значения массивовотличаются.

Далее осуществляется сканирование изображенийпо

всем пикселям с целью определения координатцентра стрелочного

указателя:

где n - число черных пикселей на изображении- высота и

ширина изображения в пикселях соответственно.

Производится сканирование изображенийпо всем

черным пикселям с целью определения координат точек центров образованных отрезков для обоих изображений: где k, s- число черных пикселей соответственно в первом и втором отрезке изображения указателя.

Вычисляется угол наклона стрелочного указателя на изображениях по координатам двух точек Λ(x₄y), B(x_B,y_B), используя отношение:

37

Найденные значенияпреобразуются в численные значения

φA,Фв углов отклонения указателей для начального и текущего положений стрелочного указателя с использованием заранее определенных табличных значений, после чего вычисляется значение искомого угла φмежду начальным и текущим положениями стрелочного указателя по формуле

Значение показания стрелочного индикатора Dвычисляется по формуле где- максимальное значение показания стрелочного индикатора, максимальный угол между начальным и конечным положениями стрелочного указателя.

Таким образом приведенные соотношения (2.6-2.15) в результате обработки изображения стрелочного индикатора позволяют вычислить значение Dего показания.

Модель обработки изображений стрелочных индикаторов позволяет осуществить параллельную аппаратную ее реализацию. В результате операции вычитания изображений получены 2 массива пикселей, соответствующих начальному и конечному положениям стрелочного указателя индикатора. Специфика операции бинаризации двух массивов пикселей связана с применением двух настраиваемых порогов, так как гистограмма распределения изображений после вычитания имеет двумодальный характер.

2.4