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改进MDSMOTE与PSO-SVM在汽车组合仪表分类预测中的应用

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工程设计学报 2022年第1期29卷 20-27页

作者：肖圳何彦李育锋吴鹏程刘德高杜江重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 重庆矢崎仪表有限公司重庆401123

汽车组合仪表生产过程中质检项目多且检测时间长,这在一定程度上制约了其生产效率的进一步提升。为此,提出一种基于改进最远点合成少数类过采样技术(max distance synthetic minority over-sampling technique,MDSMOTE)的支持向量机(sup... 详细信息

汽车组合仪表生产过程中质检项目多且检测时间长,这在一定程度上制约了其生产效率的进一步提升。为此,提出一种基于改进最远点合成少数类过采样技术(max distance synthetic minority over-sampling technique,MDSMOTE)的支持向量机(support vector machine,SVM)分类预测方法。首先,结合专家经验对汽车组合仪表的原始生产数据进行特征筛选,并在MDSMOTE中引入类不平衡率IR,以对所筛选的特征数据进行扩充;然后,利用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对SVM的误差惩罚因子C和核函数参数γ进行优化;最后,建立优化的SVM分类预测模型,并对汽车组合仪表进行分类。通过与其他分类预测模型在不同数据集上的预测结果进行对比可知,基于改进MDSMOTE的SVM分类预测模型的准确率、F值和几何平均值等评价指标均优于其他模型。所提出方法在汽车仪表产品分类上表现出较强的泛化能力和稳定性,可为仪表制造企业生产效率的提升提供有效参考。

关键词：汽车组合仪表分类预测改进最远点合成少数类过采样技术支持向量机粒子群优化

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汽车组合仪表盘自动检测系统设计

汽车组合仪表盘自动检测系统设计

作者：刘伟哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着汽车工业的不断发展进步，现代汽车的各种结构日趋复杂，汽车附属装置也越来越多，作为人车信息交互的一扇窗——汽车组合仪表已经成为现代汽车的信息中心。由于汽车仪表的复杂程度越来越高，功能越来越强，汽车仪表对整车安全性能... 详细信息

随着汽车工业的不断发展进步，现代汽车的各种结构日趋复杂，汽车附属装置也越来越多，作为人车信息交互的一扇窗——汽车组合仪表已经成为现代汽车的信息中心。由于汽车仪表的复杂程度越来越高，功能越来越强，汽车仪表对整车安全性能监控已成为人们关注的热点问题。如何对出厂的汽车组合仪表各项功能进行全面检测，提高组合仪表安全性能，这不仅关系着整车的质量和行驶安全，也关系着人民的人身及财产安全。本文对国内外大量的相关文献做了详细阅读和归纳总结，通过对汽车仪组合表技术、汽车仪表检测技术和汽车仪表驱动信息的大量研究，开发一套通用的汽车组合仪表自动检测系统，用以替代原有的检测系统及传统的人工检测方法，实现了对组合仪表的自动检测，提高出厂仪表的安全性能。本文设计的汽车组合仪表自动检测系统，包括自动检测系统的电控单元、上位机控制系统及上下位机通讯。电控单元以汽车级芯片FUJISTU单片机MB96F386为核心，能够产生汽车运行过程中驱动组合仪表运行的各种信号;上位机控制系统实现对组合仪表检测项及检测参数的设置。本文对汽车组合仪表检测系统进行了测试实验，结果表明该系统对汽车组合仪表的检测结果最大相对误差不超过2.5%，满足行业标准QC/TR7-2007《汽车、摩托车用仪表》规定的精度要求。

关键词：汽车组合仪表自动检测电控单元检测信号

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数据驱动的汽车组合仪表产品质量预测研究

数据驱动的汽车组合仪表产品质量预测研究

作者：肖圳重庆大学

学位级别：硕士

汽车组合仪表作为构成汽车整体的关键配件,反映了车辆实时运行情况及车载各系统工作状态,其产品质量会对车辆性能和行车安全产生直接影响。目前主要通过多个功能检查环节对仪表产品进行质量控制,无法对生产过程中潜在的质量问题进行提... 详细信息

汽车组合仪表作为构成汽车整体的关键配件,反映了车辆实时运行情况及车载各系统工作状态,其产品质量会对车辆性能和行车安全产生直接影响。目前主要通过多个功能检查环节对仪表产品进行质量控制,无法对生产过程中潜在的质量问题进行提前干预。质量预测技术使得现场人员能够提前掌握产品质量变化趋势,在产品质量控制中占据主动。由于仪表产品功能不断完善,生产过程质量影响因素持续增加,传统的质量影响因素分析方法难以取得满意的预测结果。数据驱动方法通过建立过程变量与目标对象的关系,可以有效改善产品质量控制过程。因此,本文以汽车组合仪表生产过程作为研究对象,针对仪表产品多品种、小批量的生产特点,对数据驱动的汽车组合仪表产品质量预测方法进行研究,主要工作如下:首先,结合汽车组合仪表结构特点,对仪表产品生产工艺中的锡膏印刷过程、零部件组装过程进行质量影响因素分析。在此基础上,提出数据驱动的汽车组合仪表产品质量预测框架,包括仪表产品原始生产数据获取、关键质量影响因素筛选、仪表产品质量预测建模。其次,采用特征工程方法对汽车组合仪表的质量影响因素进行敏感度分析,获取生产过程中仪表产品的关键质量影响因素。首先通过元器件表面贴片(SMT)和零部件组装现场的自动化生产设备对原始生产数据进行获取。再对原始生产数据进行不良数据剔除和归一化处理。进一步通过专家经验、距离相关系数和随机森林方法对仪表产品的关键质量影响因素进行分析和选择。然后,针对汽车组合仪表关键功能零部件PCB成型件的SMT工艺流程,提出基于密集连接卷积神经网络(Dense Net)的锡膏印刷体积预测模型,为保障仪表产品各项功能的正常运行提供技术支撑。对Dense Net网络层次进行设计,实现SMT工艺中锡膏印刷关键质量指标的准确预测,并对构建的预测模型进行准确性验证。在此基础上,针对汽车组合仪表零部件组装过程的产品质量数据分布不平衡的特点,提出面向不平衡生产数据的仪表产品质量预测方法。通过改进的最远点合成少数类过采样技术(MDSMOTE)解决产品质量数据的分布不平衡问题,利用支持向量机(SVM)建立仪表产品质量预测模型,并通过改进的粒子群优化算法(PSO)选择模型超参数以提升预测性能。最后在不同种类、不同批次的产品质量数据集上进行有效性和泛化性验证。

关键词：数据驱动汽车组合仪表质量预测 DenseNet 改进MDSMOTE

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基于CAN总线的汽车组合仪表综合系统设计

基于CAN总线的汽车组合仪表综合系统设计

作者：司云腾南京信息工程大学

学位级别：硕士

近至2017年底,中国汽车产销量连续九年蝉联全球第一,已经成为世界汽车产量第一的汽车生产大国,随着汽车进入家庭的逐步普及,人们对汽车质量、性能、驾乘舒适性的要求越来越高。汽车组合仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面... 详细信息

近至2017年底,中国汽车产销量连续九年蝉联全球第一,已经成为世界汽车产量第一的汽车生产大国,随着汽车进入家庭的逐步普及,人们对汽车质量、性能、驾乘舒适性的要求越来越高。汽车组合仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面,是驾驶员对汽车驾驶安全性、经济性、环保性决策的基础与保证。基于汽车组合仪表的系统设计主要包含以下内容:(1)完成组合仪表的系统硬件设计,以STM32F103VET6为系统设计的微控制器,实现基于CAN总线的四表形式的硬件系统设计;(2)以Keil μVision 5为软件设计平台,采用模块化的设计方案,实现组合仪表的系统软件设计;(3)在对CAN总线通信理论和通信技术进行深入研究的基础上,依据SAE J1939协议对数据链路层的定义及整车系统的协议,开发作为整车中的节点——汽车组合仪表CAN通信软硬件。通过大量的CAN总线通信实验研究,深入分析了 CAN总线通信过程中出现故障问题原因,给出了 CAN总线通信错误处理方法与优化方法,为CAN总线的汽车仪表通信提供了重要的工程实践经验,实现了汽车组合仪表这个CAN总线网络节点与整车CAN网络的CAN总线通信。汽车仪表系统作为汽车用户与汽车进行信息交流的直接媒介,对于用户能够安全舒适的驾驶汽车具有至关重要的作用。汽车组合仪表的开发和设计对促进汽车电子技术的发展与推进汽车更加智能化与人性化具有更加重要的意义。

关键词：汽车汽车组合仪表 CAN总线 SAE J1939协议

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基于图像处理的汽车组合仪表盘识别系统

基于图像处理的汽车组合仪表盘识别系统

作者：南江吉林大学

学位级别：硕士

汽车工业自1886年卡尔·本茨制成世界第一台汽车至今，已有了138年的历史。汽车仪表盘作为汽车的一个重要部件，也经过了100多年的发展历程。时至今日，汽车仪表盘的功能已不只是显示车速、转速、油量等基础信息，其表述的信息量可谓相... 详细信息

汽车工业自1886年卡尔·本茨制成世界第一台汽车至今，已有了138年的历史。汽车仪表盘作为汽车的一个重要部件，也经过了100多年的发展历程。时至今日，汽车仪表盘的功能已不只是显示车速、转速、油量等基础信息，其表述的信息量可谓相当庞杂。而越是复杂的系统，其出错的可能性就越大，检测其中错误的难度就越高，因此设计合理的识别与检测系统就非常必要了。自动化测试是现代测试技术的一个核心发展方向。一直以来汽车仪表测试工作都是以人力测试为主，存在着诸如效率低，速度慢等缺点。往往同一个功能需要两次或更多次的反复测试，这些过程是枯燥、低效、易错的。没有测试人员喜欢做这些重复、没有创造性的工作。自动化测试技术从根本上解决了这些问题，有效的提高了测试效率、降低了开发成本、缩短了开发周期、提高了发现BUG的几率。依托吉林大学智能控制与嵌入式系统实验室深厚的理论研究基础及其丰富的计算机视觉理论基础，提出了一套完整的自动化测试识别方案，并按照该方案实现了组合式汽车仪表盘自动化测试平台。本平台通过多项实际测试及检验，效果突出，节省大量研发时间及人力成本。论文第一章在查阅大量相关资料的基础上概述了汽车组合仪表盘识别系统的背景和意义，让读者了解汽车组合仪表盘识别系统的重要性。对国内外的研究现状进行了说明，并提出了我们在开发汽车组合仪表盘识别系统中遇到的实际问题，最后概述本文所涉及的研究内容。论文第二章介绍了识别系统的整体架构及设计。包括所使用的包括预处理、边缘检测、Hough变换等图像处理相关算法，自动化测试方式的整体设计，摄像头安装辅助程序设计等。论文第三章详细说明了仪表盘指针的读数识别模块的设计及具体的识别方法。首先介绍了图像预处理的方法，然后详细的介绍了车速表及转速表读数识别方法，最后详细的介绍了燃油表及水温表读数识别方法。论文第四章详细说明了仪表盘指示灯及TFT显示屏识别模块的设计及具体的识别方法。首先介绍了识别数据库的构建，然后详细的介绍了指示灯的识别方法，最后详细的介绍了TFT显示屏的识别方法。论文第五章是对全文的总结与展望，对整个汽车组合仪表盘识别系统的研究与实现全部工作进行总结，主要包括在本平台设计与与实现过程中我所做的主要工作和在实际项目中验证结果。同时，展望本平台后续的完善与优化工作及汽车组合仪表盘识别新理论和技术。

关键词：特征提取图像处理汽车组合仪表读数识别

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汽车组合仪表氛围灯结构设计与开发

汽车实用技术 2022年第16期47卷 48-52页

作者：李雪梅安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥230601

组合仪表是汽车内饰中重要的组成部分,在汽车行驶过程中,为驾驶员提供各种信息和数据。随着科技发展,驾驶员对组合仪表的结构造型要求越来越高,希望提供高科技显示效果和更舒适的驾驶体验。文章对汽车各种组合仪表氛围灯结构设计进行研... 详细信息

组合仪表是汽车内饰中重要的组成部分,在汽车行驶过程中,为驾驶员提供各种信息和数据。随着科技发展,驾驶员对组合仪表的结构造型要求越来越高,希望提供高科技显示效果和更舒适的驾驶体验。文章对汽车各种组合仪表氛围灯结构设计进行研究,最终通过对透明上盖、前框、导光板、黑膜、RGB-LED等结构进行分析,设计一种组合仪表隐藏式氛围灯结构,解决了汽车组合仪表氛围灯颜色单一、背光不均匀、成本高等难题,提升了汽车组合仪表氛围灯显示效果,提升驾乘体验。同时为汽车组合仪表结构设计提供有效的借鉴,从而实现一种时尚、高档的汽车内饰显示效果。

关键词：汽车组合仪表氛围灯结构设计与开发

基于CAN通信技术的TFT-LCD汽车组合仪表研究

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基于CAN通信技术的TFT-LCD汽车组合仪表研究

作者：陈程重庆大学

学位级别：硕士

汽车组合仪表作为驾驶员与汽车进行信息沟通的重要窗口,汽车行驶途中驾驶员能够通过仪表显示出的车身信息及时了解掌握汽车当前的行驶状态,对汽车的安全驾驶起着重要的作用。近年来,随着汽车逐渐步入电子化、智能化,汽车电子也在微电子... 详细信息

汽车组合仪表作为驾驶员与汽车进行信息沟通的重要窗口,汽车行驶途中驾驶员能够通过仪表显示出的车身信息及时了解掌握汽车当前的行驶状态,对汽车的安全驾驶起着重要的作用。近年来,随着汽车逐渐步入电子化、智能化,汽车电子也在微电子技术的推动下日益成为国内外关注的焦点。目前来说,汽车电子技术功能的功能是越来越复杂,需要实现的系统功能也更加繁琐,因此采用微处理器来处理复杂的汽车系统。微处理器目前在汽车上的应用是非常多的,也使得车载电子设备间能够更加快速的进行数据通信。由此,汽车车载电子需要构成一个共同的网络系统,这个系统以分布式进行控制。该汽车电子网络系统必须能够进行快速的数据处理,而且可靠性高、成本低。CAN总线能够很好的保证该网络系统的快速数据通信。论文在分析了汽车组合仪表实现功能和特点的基础上,在致力于完善系统功能、提高系统扩展性与可靠性的同时,严格按照CAN总线通信技术规范要求,研究了汽车组合仪表系统的总体结构,重点讨论了系统的硬件设计和软件设计的设计方案,并设计了基于CAN通信技术的TFT-LCD汽车组合仪表,完成了硬件设计和软件编写。系统硬件选用了freescale公司生产的MPC5604S微处理器作为汽车组合仪表系统中仪表的主要控制器,仪表的液晶显示器采用的是信利的mono TFT-LCD,系统中的数据通过CAN总线网络传输,仪表对数据进行处理,最后汽车的各种信息状态通过TFT-LCD显示。软件采用了模块化设计,对系统的抗干扰功能进行了设计。论文最后对研发的汽车组合仪表进行了一系列的测试,验证了基于CAN通信技术的TFT-LCD汽车组合仪表具有良好的抗干扰能力、稳定的工作能力,是未来汽车仪表的发展方向。

关键词： CAN总线汽车组合仪表 TFT-LCD 模块设计

基于机器视觉的汽车组合仪表读数识别技术研究

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基于机器视觉的汽车组合仪表读数识别技术研究

作者：焦靖华哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

汽车组合仪表是汽车中不可缺少的组成部分,负责记录和显示汽车的各种数据。根据汽车领域对汽车组合仪表美观、多功能、轻型化的要求,汽车仪表生产和检测的自动化程度需要大大提高。目前在汽车仪表检测中通常采用人工观测各表针与刻度之... 详细信息

汽车组合仪表是汽车中不可缺少的组成部分,负责记录和显示汽车的各种数据。根据汽车领域对汽车组合仪表美观、多功能、轻型化的要求,汽车仪表生产和检测的自动化程度需要大大提高。目前在汽车仪表检测中通常采用人工观测各表针与刻度之间的压线情况、报警灯点亮情况、以及是否有外观缺陷来检验仪表,判断产品质量是否合格。这种方法受主观因素、观测距离及疲劳程度影响严重,容易产生误差,可靠性差。数字图像处理技术的快速发展,使得机器视觉技术开始被应用于汽车组合仪表的检测中。本课题旨在基于机器视觉技术,采用图像处理的方法实现汽车组合仪表读数的自动识别,代替人工识别这一枯燥劳累、可靠性差的方法。本文首先介绍了机器视觉及汽车组合仪表的概念和发展应用现状。接下来阐述了图像采集和图像处理的总体方案。然后详细介绍了表盘读数识别的图像处理理论和方法,研究了图像预处理的方法,通过灰度化、滤波、二值化,使图像质量有了很大提高;提出区域标记和基于指针区域面积、形状、颜色特征提取指针区域,并取得良好效果;采用Hough变换和最小二乘法实现直线提取;采用角度法和数字法两种确定读数的方法,并提出以过线数为特征进行二级数字识别,快速有效;将组合仪表排列方式分为相连和独立两类,提出不同的分割方法将组合仪表图像分割为单个表盘的分割方法。本文在详细的分析图像处理算法基础上,在MATLAB平台上编制了汽车组合仪表读数识别软件,并通过实验验证该软件的速度和准确性,并分析了误差的来源,准确性可基本满足实际要求,速度有待提高,具有一定的应用价值。

关键词：机器视觉汽车组合仪表图像处理读数识别

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汽车组合仪表盘自动检测系统设计研究

汽车实用技术 2016年第11期13卷 51-53页

作者：苏薇史振萍德州学院山东德州253023

汽车仪表主要是为了保证汽车在行驶过程中具备一定的安全性和可靠性,从而对行驶过程中的各种动态指标给与指示的设备。汽车仪表按照安装方式进行分类,可以划分为组合式和分装式,按照工作原理又可以分为机械式、电气式和电子式。文章分... 详细信息

汽车仪表主要是为了保证汽车在行驶过程中具备一定的安全性和可靠性,从而对行驶过程中的各种动态指标给与指示的设备。汽车仪表按照安装方式进行分类,可以划分为组合式和分装式,按照工作原理又可以分为机械式、电气式和电子式。文章分析的主体主要是基于电子式工作原理的组合式汽车仪表盘,研究方向主要是仪表盘自动检测系统的设计问题。

关键词：汽车组合仪表自动检测系统设计研究