[發明專利]一種指針式儀表的自動校準系統及其方法

無效

• 申請號: 201310659284.0
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103604456A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 林繁濤;盧達;李華;趙莎;白靜芬;陳松方;宋曉卉;曾彥超;王麗莎;王猛;白璋
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于指針式儀表校準技術，具體講涉及一種指針式儀表的自動校準系統及其方法。

背景技術

指針式儀表是利用指針位置表示測量結果的裝置。雖然目前數字式儀表被大量使用，但指針式儀表具有結構簡單、維護方便、不受電磁場干擾、可靠性高、價格便宜等優點，在電力系統、氣動系統、液壓系統等工業、民用和軍事領域仍有廣泛的應用。

對指針式儀表采用傳統的人工校準方式存在諸多弊端。人為因素的不確定性，如視覺誤差和視覺疲勞等，會造成度數精度低、重復性差等問題；在校準過程中的不規范操作，如私自調整讀數等會造成人為的校準儀表表損壞；各采用指針式儀表的企事業單位和科研院所需設置校準人員，增大管理成本。因此，有必要對指針式儀表的校準方法進行探討，研究自動校準等一系列相關問題，保證指針式儀表校準的準確性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種指針式儀表的自動校準系統及其方法，可以應用于各類指針式儀表上，本發明由攝像機、電動云臺、總線、存儲器、測試電源、標準表和上位機及后臺軟件構成。電動云臺用于安裝和固定攝像機，可以將攝像機運送到被觀測表盤上方的垂直于指針的位置，實現垂直觀測，保證視頻數據讀取的準確性。攝像機負責采集圖像信息，對圖像進行初步處理、壓縮后通過數據線或無線通信的方式上傳到上位機。測試電源為標準表和被測試指針式儀表提供統一的參考，以標準表的讀數作為約定真值。上位機的后臺軟件可以對上傳的圖像進行配準和融合，識別出指針式儀表的刻度、標度和指針位置，確定被測指針式儀表的度數，從而得到指針式儀表的度數與約定真值的誤差，標準表并在人機交互界面中顯示實際值、校準值和所采集的圖像，儲存結果，實現指針式儀表的自動校準。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種指針式儀表的自動校準系統，其改進之處在于，所述系統包括攝像機、電動云臺、總線、存儲器、測試電源、標準表和上位機；

所述測試電源、標準表、總線、上位機和存儲器依次連接；所述電動云臺、攝像機、總線、上位機和存儲器依次連接。

優選的，所述電動云臺上安裝并固定攝像機。

優選的，所述攝像機垂直于被校準指針式儀表上方的指針位置。

優選的，所述測試電源與被校準指針式儀表連接。

優選的，所述上位機包括圖像配準和融合模塊、圖像識別模塊、人機交互界面、電動云臺控制模塊。

本發明基于另一目的提供的一種指針式儀表的自動校準方法，其改進之處在于，所述方法包括：

（1）測試電源將被校準值輸出至標準表和被校準指針式儀表；

（2）讀取實際數值傳輸至上位機；

（3）將攝像機移動到指定位置并進行采集；

（4）將采集后數據上傳至上位機；

（5）上位機接收采集數據進行處理后識別；

（6）將識別結果與所述實際數值比較；

（7）將比較結果和采集圖像同時在上位機中顯示并保存。

優選的，所述步驟（2）包括所述標準表的讀數作為實際值通過總線傳輸到上位機中。

優選的，所述步驟（3）包括電動云臺將攝像機運動到指定位置，攝像機對觀測區域內圖像進行采集。

進一步地，所述觀測區域內為所述被校準指針式儀表內數據。

優選的，所述步驟（5）包括上位機收到各采集區域的上傳圖像后，對各圖像進行拼接和融合，并通過圖像識別模塊在形成的總圖像中進行標度、刻度和指針位置的識別。

優選的，所述步驟（6）包括識別出的數據和標準表讀取的實際數值比較，獲取被測試儀表的誤差和不確定度。

優選的，所述步驟（7）包括將識別出的數據、實際值、被測表的誤差及不確定度和所采集的圖像同時在上位機人機交互界面中顯示，并在存儲器中保存。

優選的，所述上位機通過電動云臺控制模塊對攝像機位置進行控制，使攝像機可對整個儀表表盤掃描或對某定點位置觀測。

與現有技術比，本發明的有益效果為：

本發明利用電動云臺可以將攝像機運送到表盤上方垂直于指針的位置，通過總線將采集到的圖像送回上位機，并利用圖像處理技術識別被測表示值，實現校準。

本發明利用電動云臺可以將攝像機運送到表盤上方垂直于指針的位置，避免了由觀測角度導致的誤差。

本發明將校準結果和原始圖像同時保存在存儲器中，可以方便查詢和解決質疑。

本發明通過圖像處理技術獲得被校準指針式儀表的讀數，避免了人為因素對校準結果的影響。