[發(fā)明專(zhuān)利]一種全自動(dòng)攝像式水表檢定系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410173558.X
• 申請(qǐng)日: 2014-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103954334B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚華雄;李乾坤;李揚(yáng);熊婷;羅小強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01F25/00
• 分類(lèi)號(hào): G01F25/00
• 代理公司: 武漢天力專(zhuān)利事務(wù)所42208
• 代理人: 吳曉穎

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于儀表檢定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖像處理技術(shù)的全自動(dòng)攝像式水表檢定系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)

水表檢定是水表出廠前由水表生產(chǎn)廠家進(jìn)行的用與檢測(cè)水表是否合格的一種操作。

傳統(tǒng)的水表檢定方法是利用人工開(kāi)關(guān)閥門(mén)，通過(guò)肉眼觀察水表讀數(shù)與儲(chǔ)水罐中水的體積來(lái)計(jì)算水表誤差。

傳統(tǒng)的人工進(jìn)行水表檢定方法存在以下弊端：

1）效率低：通常一名檢定員只能操作兩個(gè)檢定臺(tái)，每個(gè)檢定臺(tái)有數(shù)個(gè)表位，檢定員需要步行查看并記錄各個(gè)表的讀數(shù)及開(kāi)關(guān)閥門(mén)等操作，檢定一套水表需要花費(fèi)較多時(shí)間。

2）誤差大：由于是純?nèi)斯げ僮鳎?dāng)儲(chǔ)水罐達(dá)到預(yù)定體積后員工再關(guān)閉閥門(mén)，由于人工操作存在較大的時(shí)延，所以會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。另外，由于水表檢定操作比較單調(diào)，缺乏有效監(jiān)管，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)檢定員漏檢或者錯(cuò)檢。

3）操作繁瑣：檢定員需要完成讀水表讀數(shù)、讀儲(chǔ)水罐讀數(shù)、記錄、開(kāi)關(guān)閥門(mén)、計(jì)算誤差等一系列操作，操作太繁瑣。

綜上所述，鑒于傳統(tǒng)的水表檢定操作存在的缺陷，開(kāi)發(fā)全自動(dòng)水表檢定裝置具有重要的意義和推廣應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有水表檢定操作的不足，提供一種全自動(dòng)攝像式水表檢定系統(tǒng)及其工作方法，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)8倍于人工檢定的效率，以及高于人工的檢定準(zhǔn)確率。

本發(fā)明的發(fā)明目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種全自動(dòng)攝像式水表檢定系統(tǒng)，包括圖像采集裝置、水流控制裝置和控制臺(tái)。

所述圖像采集裝置，用于獲取水表表盤(pán)的圖像數(shù)據(jù)；圖像采集裝置包括攝像機(jī)、傳輸線(xiàn)及固定裝置，使用時(shí)將攝像機(jī)通過(guò)固定裝置固定于水表正上方，攝像機(jī)通過(guò)傳輸線(xiàn)與控制臺(tái)連接，將拍攝的圖像傳至控制臺(tái)。

所述水流控制裝置，用于控制水流大小及水流閥門(mén)的開(kāi)關(guān)；水流控制裝置包括儲(chǔ)水罐、與水管相連的電磁閥、控制電磁閥的串口繼電器、稱(chēng)取儲(chǔ)水罐質(zhì)量的串口稱(chēng)重器，所述串口稱(chēng)重器和串口繼電器與控制臺(tái)連接，串口稱(chēng)重器將稱(chēng)取的儲(chǔ)水罐的質(zhì)量讀數(shù)傳至控制臺(tái)。

所述控制臺(tái)，用于控制串口繼電器、獲取串口稱(chēng)重器讀數(shù)、處理攝像機(jī)傳來(lái)的圖像數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)各接收數(shù)據(jù)；控制臺(tái)為一臺(tái)至少包含兩個(gè)串口的計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明還提供了一種全自動(dòng)攝像式水表檢定系統(tǒng)的工作方法，該方法包括以下步驟：?

（1）檢定員將待檢定水表安裝到檢定臺(tái)上，根據(jù)待檢定水表的型號(hào)選擇樣板水表照片，選擇指針類(lèi)型，控制臺(tái)分別制作該樣板水表的各個(gè)指針指向各個(gè)讀數(shù)時(shí)的水表模板圖片及其配置文件，該模板配置文件中包含樣表指針形狀代碼、指針回轉(zhuǎn)中心在圖片中的坐標(biāo)、表盤(pán)中心在圖片中的坐標(biāo)等信息；在控制臺(tái)上點(diǎn)擊開(kāi)始檢定按鈕，控制臺(tái)啟動(dòng)檢定程序；

（2）控制臺(tái)向攝像機(jī)發(fā)出控制信號(hào)控制攝像機(jī)拍攝各個(gè)水表的表盤(pán)圖像并傳輸至控制臺(tái)，控制臺(tái)獲取水表的初始讀數(shù)，同時(shí)控制臺(tái)通過(guò)串口稱(chēng)重器獲取儲(chǔ)水罐質(zhì)量讀數(shù)；

（3）控制臺(tái)向串口繼電器發(fā)出控制信號(hào)控制其打開(kāi)水管的電磁閥，儲(chǔ)水罐開(kāi)始儲(chǔ)水，在水表通水轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)攝像機(jī)和串口稱(chēng)重器實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前水表讀數(shù)與儲(chǔ)水罐質(zhì)量，當(dāng)儲(chǔ)水罐質(zhì)量差達(dá)到設(shè)定值后控制臺(tái)發(fā)出控制信號(hào)關(guān)閉電磁閥；

（4）控制臺(tái)通過(guò)上述步驟獲取的水表讀數(shù)與儲(chǔ)水罐質(zhì)量數(shù)據(jù)計(jì)算水表誤差，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

在上述技術(shù)方案中，所述控制臺(tái)獲取水表讀數(shù)的流程如下：

第一步，控制攝像機(jī)拍照，拍攝各個(gè)水表的表盤(pán)圖像并回傳至控制臺(tái)；

第二步，對(duì)實(shí)時(shí)獲取的水表表盤(pán)圖像進(jìn)行預(yù)處理，利用像素RGB值三個(gè)分量的比例關(guān)系識(shí)別出各個(gè)指針?biāo)谙袼兀?/p>

第三步，將經(jīng)步驟二處理后的圖像經(jīng)過(guò)開(kāi)、閉運(yùn)算，每個(gè)指針?biāo)诘倪B通域坐標(biāo)與模板配置文件中的樣表指針坐標(biāo)做比較，得出連通域與指針的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

第四步，利用模板圖片依次對(duì)每個(gè)指針進(jìn)行模板匹配操作，分別得出各個(gè)指針讀數(shù)，再綜合得出實(shí)時(shí)待檢定水表讀數(shù)。??????????

在上述技術(shù)方案中，所述控制臺(tái)計(jì)算水表誤差的流程如下：

第一步，建立直角坐標(biāo)系，橫軸為拍攝水表圖像時(shí)所對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)水罐質(zhì)量，縱軸為水表讀數(shù)；

第二步，將水表通水過(guò)程中獲取的每張圖片所對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)水罐質(zhì)量和水表讀數(shù)錄入上述坐標(biāo)系，形成一系列坐標(biāo)點(diǎn)；

第三步，每一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著一組通過(guò)該點(diǎn)的直線(xiàn)，如通過(guò)點(diǎn)???????????????????????????????????????????????的直線(xiàn)方程可表示為?

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