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专利名称：风挡雨刷刮净能力的测试方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对汽车、航空、高速列车风挡雨刷装置刮净能力的测试方法及其装置。
背景技术：
航空、汽车、高速列车风挡雨刷装置是运输工具运行阶段为防止因天气因素引起 遮挡视线和影响视野而使用的保障驾驶员视野清晰的装置。风挡雨刷装置是保障运输工具 运行安全非常重要、不可忽视的系统。风挡雨刷装置工作质量的评定可以考虑通过对出厂 的风挡雨刷产品做测试实验，评估其刮净率。但目前，关于风挡雨刷产品的测试试验不具备搭建专业测试系统的能力，达不到 现场模拟测试的效果；测试结果随机性较大，尚没有统一的量化指标作为其工作质量的客 观评定依据；也因此无法根据测试结论对风挡雨刷装置做针对性的改进。

发明内容
本发明旨在提供一种风挡雨刷刮净能力的测试方法及其装置，以解决传统测试方 法达不到现场模拟测试的效果，无法对风挡雨刷产品工作质量客观评定的问题。本发明的技术方案如下风挡雨刷刮净能力的测试方法，包括以下步骤(1)将风挡雨刷产品安装于洁净的试验玻璃上；(2)拍摄该洁净的试验玻璃，计算得出其图像灰度均值作为标准灰度均值Jb ；(3)模拟降雨，以10-30倍刮刷频率拍摄取得若干幅实时图像，得出若干实时图像 灰度均值Jx ；(4)将各幅实时图像灰度均值与标准灰度均值进行比较，以各幅实时图像灰度均 值和标准灰度均值作为刮净能力技术指标函数的参数，分别计算得出每幅实时图像体现的 技术指标函数值；(5)根据步骤(4)得到的各个刮净能力技术指标函数值选出其中体现最佳刮净效 果的值作为风挡雨刷刮净能力的总体技术指标的值。
\AJ I上述步骤(4)所述技术指标函数为&(人)=(1_ Υ)·100%，其中AJx为各幅实
Jb
时图像灰度均值与标准灰度均值的差值。上述步骤⑷所述技术指标函数为4(人)=(1-$).100% ；其中Jw为标准灰度
均值标准差，(！丄为各幅实时图像灰度均值标准差与标准灰度均值标准差的差值。因此，所 述最终技术指标是取步骤(4)得出的各个技术指标函数值中的最大值Pg(Jx)max。上述步骤( 所述模拟降雨是采用深色测试液作为“雨”。上述步骤C3)所述模拟降雨是通过计算机智能模拟控制降雨的方向、雨量的大小 以及风速。
上述步骤(5)所述选出其中体现最佳刮净效果的值，是通过将每次得到的新的实 时图像WPg(Jx)值与上一幅图像的Pg(Jx)值比较大小，选出较大值。本发明还提供了一种具体的风挡雨刷刮净能力的测试装置，该测试装置包括计算 机测控系统、智能模拟降雨系统、试验台架和摄像系统，位于智能模拟降雨系统的喷淋口下 方的所述试验台架上设置有模拟实用现场倾斜放置的试验玻璃和安装于该试验玻璃上的 风挡雨刷；所述摄像系统的摄像镜头设置于所述试验玻璃内侧并正对风挡雨刷刮刷幅面； 计算机测控系统的数据输入端与摄像系统图像数据输出端连接，计算机测控系统的控制信 号输出端与智能模拟降雨系统的控制信号输入端连接。上述试验台架上试验玻璃的倾斜度也由计算机测控系统控制实现。上述摄像系统为计算机图像采集系统。本发明具有以下优点1、本测试方法将图像处理技术引入测试，提出了一个新的测量刮净率的方法，使 用与图像处理灰度均值有关的组合值来表示刮净率，可作为行业标准。2、使用智能降雨系统，模拟各种状态的降雨情况，可连续测试刮净率。3、使用计算机采集雨刷装置的各种状态参数，保存与刮净率对应的环境情况，为 产品的调整、研究提供有力工具。


图1为本发明装置整体示意图；图2为本发明图像采集环节的主要部件示意图；图3为雨刷刮刷幅面及拍摄幅面示意图；图4为一个周期的雨刷刮刷过程图像记录；图5为应用本发明的方法计算刮净率的流程图；图6为本发明的实施例效果示意图；其中，a为标准洁净玻璃时的图像灰度均值直 框图，b为雨刷刮刷工作时的图像灰度均值直框图。
具体实施例方式本发明搭建测试系统平台，主要有智能降雨模拟系统、计算机采集系统、图像采 集处理系统和风挡雨刷机械台架装置。风挡雨刷机械台架装置固定风挡雨刷玻璃和雨刷装 置。整个系统如图1所示。本发明是在人工模拟降雨情况下进行的。雨刷装置、风挡玻璃和 摄像机的结构如图2所示。智能降雨模拟系统将利用变频控制技术准确控制模拟降雨量。 计算机采集和图像采集系统采集图像，进行图像处理分析确定刮净率指标。通过上述实验 步骤对雨刷装置进行刮净率检测、计算，确定刮刷效果。考虑设立“刮净率”作为风挡雨刷产品的一个重要技术指标，即风挡雨刷装置的工 作效率主要可以由刮净率来衡量。因此，本风挡雨刷刮净率测试方法具有独创性，是一种全 新的测量方法。这种测试方法设计起点高，配合先进的降雨、风洞模拟系统和计算机检测系 统，对产品研发、检验具有重要意义。测试方法将摄像机和计算机图像处理技术引入刮净率的测试中，对摄像机测量记 录雨刷装置工作运行过程的图像与标准的干净玻璃图像进行比较，用工作过程图像偏向干净玻璃的比率来表示刮净率，以反映雨刷装置工作质量的好坏；也可以考虑再增加一组污 浊(不干净)玻璃的图像作为另一参照标准。为了突出图像处理效果，此方法使用蓝色测试液，模拟降雨雨水，这样图像对比更 强烈，雨刷装置测试效果更佳。具体测试方法涉及到以下几个部分1、精确模拟雨量控制系统通过计算机智能模拟降雨控制系统来控制降雨量的大 �。�为试验提供各种所需准确的大、中、小等降雨条件。2、动态测试过程通常雨刷刮刷频率在每分钟60 120次之间。也就是每秒钟 1 2次的速度。本系统将设置每秒钟拍摄20次，也就是每秒20张照片，这样在整个雨刷 工作过程中，不同的刮刷角度都有图片记录，过程如图3、图4。然后，系统对每张图片进行 计算，对刮刷工作不同角度和刮刷面积进行刮净率计算，选取刮净率最高的图片及状态就 是雨刷刮净状态。刮刷角度和刮刷刷片压力都与刮净率有很大的关系，通过刷片压力调整，对刮净 率进行反复测量，就可确定产品的最佳刷片压力，就可使产品的刮净率最好。3、灯光环境考虑图像处理与灯光环境有很大的关系，所以，本方法采用每次实 验前就是实测标准干净图片作为测试基�。�然后，将工作过程中的图片与之对比，确定刮净 率，这样就消除了光线环境的干扰因素。具体操作如图5，包括以下几个步骤(1)将风挡雨刷产品安装于洁净的试验玻璃上；(2)拍摄该标准洁净的试验玻璃图像，计算得出其图像灰度均值作为标准灰度均 值Jb ；(3)模拟降雨系统运行，雨刷装置工作；(4)连续拍摄，以每秒钟20帧的拍摄速率取得20幅实时图像，并且计算出这些图 片实时灰度均值Jx;(5)取出一张图片计算图片的灰度均值与标准图片灰度均值进行差运算，AJx = (Jb-Jx)；(6)计算该图片刮刷状态的刮净率4(人)=([email protected])_100% ‘
Jb(7)该刮净率值与已经计算的刮净率值进行比较，将最大的图片刮净率值记录下 来 Pg (Jx) max0(8)进行20张图片检测、比较完毕否判断。如果没有完跳至步骤G)，进行下一张 图片计算。如果已经检测完成运行下一步骤(9)。(9)比较得到最佳值刮净率，此刮净率就是此次试验的最终刮净率，作为被测风挡 雨刷刮净能力的总体技术指标的值。在数值计算时，也可采用灰度均值标准差作为计算参数，即尺(人)=(1-$)_100% ；其中Jw为标准灰度均值标准差，djx为各幅实时图
像灰度均值标准差与标准灰度均值标准差的差值。可考虑增强深色测试液测量记录开启蓝色测试液向挡风玻璃喷水、降雨，使用蓝色测试液。雨刷装置工作，记录拍摄深色测试液情况下图片。通过以上计算公式算出此特 别刮净率，图片对比效果更明显。图6是一个桑塔纳汽车的挡风玻璃和雨刮器的测试实例，体现其刮刷效果，经过 大量测试，技术人员确定了技术指标的标准。一、若根据以灰度均值作为计算参数的刮净率计算式4(人)=(1_￥)_100%，
得出的值Pg(Jx) >90%时，视为雨刮器产品合格。表1统计得出该雨刮器的此种刮净率， 表1得到的Pg(Jx)值表明，该雨刮器为合格产品。表 权利要求
1.风挡雨刷刮净能力的测试方法，包括以下步骤(1)将风挡雨刷产品安装于洁净的试验玻璃上；(2)拍摄该洁净的试验玻璃，计算得出其图像灰度均值作为标准灰度均值Jb；(3)模拟降雨，以10-30倍刮刷频率拍摄取得若干幅实时图像，得出若干实时图像灰度 均值Jx ；(4)将各幅实时图像灰度均值与标准灰度均值进行比较，以各幅实时图像灰度均值和 标准灰度均值作为刮净能力技术指标函数的参数，分别计算得出每幅实时图像体现的技术 指标函数值；(5)根据步骤(4)得到的各个刮净能力技术指标函数值选出其中体现最佳刮净效果的 值作为风挡雨刷刮净能力的总体技术指标的值。
2.根据权利要求1所述的风挡雨刷刮净能力的测试方法，其特征在于步骤(4)所述技术指标函数为尺(人)= (ι_￥)·ιοο%，其中^丄为各幅实时图像灰度均值与标准灰度 均值的差值。
3.根据权利要求1所述的风挡雨刷刮净能力的测试方法，其特征在于步骤(4)所述 技术指标函数为&(人)=(1-^)-100% ；其中Jw为标准灰度均值标准差，djx为各幅实时图像灰度均值标准差与标准灰度均值标准差的差值。
4.根据权利要求2或3所述的风挡雨刷刮净能力的测试方法，其特征在于步骤(3)所 述模拟降雨是采用深色测试液作为“雨”。
5.根据权利要求4所述的风挡雨刷刮净能力的测试方法，其特征在于步骤(3)所述 模拟降雨是通过计算机智能模拟控制降雨的方向、雨量的大小以及风速。
6.根据权利要求5所述的风挡雨刷刮净能力的测试方法，其特征在于步骤(5)所述 选出其中体现最佳刮净效果的值，是通过将每次得到的新的实时图像的Pg(Jx)值与上一幅 图像的Pg(Jx)值比较大小，选出较大值。
7.一种应用如权利要求1所述风挡雨刷刮净能力的测试方法的风挡雨刷刮净能力的 测试装置，其特征在于该测试装置包括计算机测控系统、智能模拟降雨系统、试验台架和 摄像系统，位于智能模拟降雨系统的喷淋口下方的所述试验台架上设置有模拟实用现场倾 斜放置的试验玻璃和安装于该试验玻璃上的风挡雨刷；所述摄像系统的摄像镜头设置于所 述试验玻璃内侧并正对风挡雨刷刮刷幅面；计算机测控系统的数据输入端与摄像系统图像 数据输出端连接，计算机测控系统的控制信号输出端与智能模拟降雨系统的控制信号输入 端连接。
8.根据权利要求7所述的风挡雨刷刮净能力的测试装置，其特征在于所述试验台架 上试验玻璃的倾斜度也由计算机测控系统控制实现。
9.根据权利要求8所述的风挡雨刷刮净能力的测试装置，其特征在于所述摄像系统 为计算机图像采集系统。
全文摘要
本发明公开了一种风挡雨刷刮净能力的测试方法及其装置，解决了传统测试方法无法对风挡雨刷产品工作质量客观评定的问题。该测试方法包括以下步骤(1)将风挡雨刷产品安装于洁净的试验玻璃上；(2)拍摄该洁净的试验玻璃，计算得出其图像灰度均值作为标准灰度均值；(3)模拟降雨，拍摄得出若干实时图像灰度均值；(4)以各幅实时图像灰度均值和标准灰度均值作为刮净能力技术指标函数的参数，分别计算得出每幅实时图像体现的技术指标函数值；(5)综合确定出风挡雨刷刮净能力的最终技术指标。本发明提出了一个新的测量刮净率的方法，使用与图像处理灰度均值有关的组合值来表示刮净率，可作为行业标准。
文档编号G01M13/00GK102141470SQ20101061587
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者唐民生, 宋巍, 张颖, 李中, 李强, 田拴成, 陈恒, 陈蕾蕾, 鹿文艺 申请人:西安庆安电气控制有限责任公司