专利名称：时钟钟针位置检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种角度测量装置，尤其涉及一种大型时钟钟针的位置检测装置及检 测方法。
背景技术：
判断某一时刻时钟钟针位置的准确性是一种便捷快速地判断时钟走时准确性的 方法。目前，传统的角度定位装置有自整角机、编码器等。其中，角度定位整角机是一种利 用自整步特性将转角变为交流电压或由转角变为转角的原理实现角度测量的位移传感器。 编码器是一种利用电磁感应原理将两个平面型绕组之间的相对位移转换成电信号的测量 元件，可分为直线式和旋转式两类。前者由定尺和滑尺组成，可测量直线位移；后者由定子 和转子组成，可测量角位移。上述两种角度定位装置结构复杂、成本较高，而且不便安装，不 适宜应用于大型时钟的钟针角度检测中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简便的时钟钟针位置检测装置以及利用 该装置进行位置检测的方法。作为本发明的一方面，时钟钟针位置检测装置技术方案如下
所述时钟钟针位置检测装置包括一个时针刻度盘、一个分针刻度盘、一个标志板、和至 少一对摄像头。所述摄像头位于时钟的机芯与时钟的时针轴相接的一端上，均勻分布于所 述时针轴的周向；所述标志板装配在所示机芯与所述时针轴相接的一端上，所述标志板上 设置有与所述摄像头数量及位置均相匹配的孔；所述时钟刻度盘装配在所述时针轴上，所 述分针刻度盘装配在所述时钟的分针轴上；所述时针刻度盘和所述分针刻度盘分别与所述 标志板上的孔相对应；所述时针刻度盘和所述分针刻度盘上还分别划分有至少两个以上用 于表示时钟刻度的区域，所述同一刻度盘的不同的区域中分别标识有不同的颜色序列。进一步地，所述分针刻度盘划分为60份等分区域，所述时针刻度盘划分为12份等 分区域，分别表示时针及分针刻度。在每个所述等分区域间设置有间隔标识线。进一步地，所述标志板上还包括用于定位的标志块，所述标志块置于所述标志板 的孔中央，并位于所述时针刻度盘的外边缘。此外，在水平方向上，所述标志块的长度小于 所述分针刻度盘每个扇形区域的宽度。作为本发明的另一方面，安装有上述钟针位置检测装置的大钟与其外部计算机相 互配合，按照以下步骤执行大型时钟钟针位置流程
步骤1 所述摄像头拍摄所述时针刻度盘和所述分针刻度盘的图像；
步骤2:计算机读取所述图像；
步骤3 去除所述图像上的底色；
步骤4 确定待处理图像区域；
步骤5 读取所述待处理图像区域的颜色序列；步骤6 将所述颜色序列转换为时间刻度值。进一步地，所述步骤4通过扫描所述标志块来确定所述待处理图像区域。进一步地，所述步骤4中扫描到所述标志块后，还通过扫描所述间隔标识线来确 定所述待处理图像区域。本发明的有益效果是实现了一种结构简单、低成本、易于安装的时钟钟针检测装 置；同时利用本发明钟针位置检测方法获得的检测结果还具有定位精确等优点。
图1为本发明时钟钟针位置检测装置的结构示意图2为本发明钟针位置检测装置的分针刻度盘与时针刻度盘的组合结构示意图； 图3为本发明钟针位置检测装置拍摄的一种图像处理状态图； 图4为本发明钟针位置检测装置中的标志板的结构示意图； 图5为本发明钟针位置检测装置的分针刻度盘的构成示意图； 图6为本发明钟针位置检测装置拍摄的另一种图像处理状态图； 图7为本发明大型时钟钟针位置检测流程的流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。本发明提供一种简便的时钟钟针位置检测装置以及利用该装置进行钟针位置检 测的方法。作为本发明的一方面，时钟钟针位置检测装置包括时针刻度盘100、分针刻度盘 200、标志板300、和至少一对摄像头400。以图1为例，一对摄像头400位于时钟的机芯101 与时钟的时针轴102相接的一端上，对称分布于时针轴102的两侧；标志板300装配在机 芯101与时针轴102相接的一端上，标志板300上设置有与摄像头数量及位置均相匹配的 孔600 ；时针刻度盘100装配在时针轴102上，分针刻度盘200装配在分针轴103上；时针 刻度盘100和分针刻度盘200分别与标志板300的两个孔600相对应。时针刻度盘100和 分针刻度盘200上还分别划分有至少两个以上用于表示时钟刻度的区域，同一刻度盘的不 同的区域中分别标识有不同的颜色序列。本发明技术方案即实现了一种结构简单、低成本、易于安装的大型时钟钟针检测 装置。如图3所示，一对摄像头400、标志板300上的两个孔600以及时针/分针刻度盘相 应设置，摄像头400通过标志板300上的孔600拍摄时针/分针刻度盘上的图像以检测钟 针位置，进而判断时钟走时准确性。如图1所示，当拍摄过程中出现时针104阻碍上方摄像头对分针105的拍摄时，可 通过位于下方的另一摄像头拍摄的图片来获取分针表示的时间信息，因此为了提高本钟针 检测装置判断结果的准确性，可在时针轴102的周向设置多个摄像头。本发明的时针/分针刻度盘是一种利用颜色表示数字的方法来实现的，具体实现 方式可参见图2 若时针刻度盘和分针刻度盘均为圆形设计，则可将分针刻度盘200等分为 60份扇形区域，时针刻度盘100等分为12份扇形区域；且每个扇形区域均用不同的颜色序列加以区分；同时，为了进一步简化图像处理过程，便于图像识别，本发明技术方案还在每 个扇形区域间设置有间隔标识线106。如图4所示，标志板300的孔还包括用于定位的标志块301，标志块301置于标志 板300的孔600中央，并位于时针刻度盘100的外边缘。此外，在水平方向上，标志块301 的长度小于分针刻度盘200每个扇形区域的宽度。从而保证计算机能够正确的确定待处理 图像区域。作为本发明的另一方面，安装有上述钟针位置检测装置的大钟与其外部计算机相 互配合，按照如图7所示的步骤完成钟针位置检测，具体如下
步骤1 摄像头400拍摄时针刻度盘100和分针刻度盘200的图像；
步骤2:计算机读取图像；
步骤3:去除图像上的底色；
步骤4 确定待处理图像区域；
步骤5 读取待处理图像区域的颜色序列；
步骤6 将颜色序列转换为时间刻度值。首先，利用检测装置内的摄像头400拍摄时针刻度盘100以及分针刻度盘200在 某一时刻上的图像，在此之前可预先调整标志板300与时针/分针刻度盘的相对位置来保 证拍摄图像的完整性。其次，将拍摄到的图像发送至检测装置外部的计算机进行图像处理； 为了便于图像识别，计算机接收到图像后则通过阈值手段去除图片底色。最后，确定图片中 待处理的图像区域，并在获取上述区域内的颜色序列后将颜色序列转换为时间刻度值。上述步骤4通过扫描标志块301来确定待处理图像区域。此外，在扫描到标志块 301后，还可通过扫描间隔标识线106来进一步确定待处理图像区域。以图5所示的分针刻度盘200为例，若以黄黑红的颜色序列代表某一分针刻度，以 黑色表示刻度盘的边缘线107，则可按照以下方式实现分针位置检测计算机扫描标志块 301确定好待处理图像区域后，即开始自下而上进行检测扫描，当检测到黑线代表的边缘线 107后即结束扫描，至此获得了拍摄时刻代表该分针刻度的颜色序列。同样地，在扫描到标志块301后，可自上而下扫描时钟刻度盘100的待处理图像区 域，获得代表拍摄时刻的时针刻度的颜色序列。最后根据预先设定的颜色序列与时间刻度 值之间的对应关系，分别将上述两组颜色序列转换为时间刻度值，以判断走时准确性。若图像拍摄时刻，标志块301位于分针刻度扇形区域的中间位置，如图6所示。则 可扫描确定间隔标识线的位置后，再通过扫描标识线左侧/右侧图像来获取颜色序列。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种时钟钟针位置检测装置，其特征在于，包括一个的时针刻度盘、一个的分针刻度盘、一个标志板、和至少一对摄像头；所述摄像头位于时钟的机芯与时钟的时针轴相接的一端上，均匀分布于所述时针轴的周向； 所述标志板装配在所述机芯与所述时针轴相接的一端上，所述标志板上设置有与所述摄像头数量及位置均相匹配的孔；所述时钟刻度盘装配在所述时针轴上，所述分针刻度盘装配在所述分针轴上；所述时针刻度盘和所述分针刻度盘分别与所述标志板上的孔相对应；所述时针刻度盘和所述分针刻度盘上还分别划分有至少两个以上用于表示时钟刻度的区域，所述同一刻度盘的不同的区域中分别标识有不同的颜色序列。
2.根据权利要求1所述的时钟钟针位置检测装置，其特征在于，所述分针刻度盘划分 为60份等分区域，所述时针刻度盘划分为12份等分区域。
3.根据权利要求2所述的时钟钟针位置检测装置，其特征在于，每个所述等分区域间 设置有间隔标识线。
4.根据权利要求1至3任一项所述的时钟钟针位置检测装置，其特征在于，所述标志板 上还包括用于定位的标志块，所述标志块置于所述标志板的孔中央，并位于所述时针刻度 盘的外边缘。
5.根据权利要求4所述的时钟钟针位置检测装置，其特征在于，水平方向上，所述标志 块的长度小于所述分针刻度盘每个扇形区域的宽度。
6.一种时钟钟针位置检测方法，其特征在于，所述时钟上安装有如权利要求1所述的 钟针位置检测装置，该方法步骤如下步骤1 所述摄像头拍摄所述时针刻度盘和所述分针刻度盘的图像；步骤2:读取所述图像；步骤3 去除所述图像上的底色；步骤4 确定待处理图像区域；步骤5 读取所述待处理图像区域的颜色序列；步骤6 将所述颜色序列转换为时间刻度值。
7.根据权利要求6所述的时钟钟针位置检测方法，其特征在于，所述标志板上还包括 用于定位的标志块，所述标志块装配在所述标志板的孔中央，位于所述时针刻度盘的外边 缘；所述步骤4通过扫描所述标志块来确定所述待处理图像区域。
8.根据权利要求7所述的时钟钟针位置检测方法，其特征在于，所述分针刻度盘和所 述时针刻度盘的每个所述等分区域间设置有间隔标识线；所述步骤4中扫描到所述标志块后，还通过扫描所述间隔标识线来确定所述待处理图 像区域。
全文摘要
本发明涉及一种时钟钟针位置检测装置包括时针刻度盘、分针刻度盘、标志板和至少一对摄像头；摄像头位于机芯与时针轴相接的一端上，均匀分布于时针轴的周向；标志板装配在机芯与时针轴相接的一端上，并设置有与摄像头相匹配的孔；时钟和分针刻度盘分别装配在时针轴和分针轴上，还分别与标志板上的孔相对应；时针和分针刻度盘上还分别划分有至少两个以上表示时钟刻度的区域，同一刻度盘的不同的区域中分别标识有不同的颜色序列。本发明还提供利用该装置实现钟针位置检测的方法，摄像头拍摄时针和分针刻度盘在某一时刻的图像；将图像信息转换为时间值输出，确定钟针位置。这样就实现了一种结构简单、低成本、易于安装的时钟钟针检测装置及检测方法。
文档编号G01B11/26GK101975553SQ20101050700
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者史亚萍, 景峰, 涂桂旺, 王波 申请人:烟台持久钟表集团有限公司