[發(fā)明專利]一種儀表指針自動識別的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510504562.4
• 申請日: 2015-08-18
• 公開（公告）號: CN105426809B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 張大堃
• 申請（專利權）人: 張大堃
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20;G06T7/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種儀表指針自動識別的方法。步驟為：采集儀表盤圖像；對所述儀表盤圖像進行二值化處理；在所述儀表盤的預設區(qū)域內選擇一點，以此為中心查找指針，并在區(qū)域內逐點掃描；找到最為合適的指針旋轉軸位置和對應指針方向；根據(jù)所述對應指針角度得到指針讀數(shù)。該方法可有效識別指針式儀表的讀數(shù)，且比以往使用Hough變化來查找直線的方式更為魯棒和快速，即使圖像有一定的無旋轉偏移，仍可準確地找到指針方向，獲得儀表讀數(shù)。

技術領域

本發(fā)明屬于計算機圖像處理技術領域，特別涉及一種儀表指針自動識別的方法。

背景技術

指針式儀表作為一種傳統(tǒng)的計量儀器，在電力、化工等行業(yè)中有大量的應用。雖然在某些情況下，有相應的電子式儀表存在，但由于費用、可靠性和施工等方面因素，電子式儀表仍很少有替代傳統(tǒng)指針式儀表的。指針式儀表的抄錄需要人工完成，讀數(shù)準確性受觀察者主觀影響，且受觀察角度、觀察距離、光亮等外界因素影響。最重要的是，儀表讀數(shù)需在現(xiàn)場完成，而儀表往往分布在不同位置。儀表的測量數(shù)據(jù)也需要人工手動記錄，因此讀表、抄表和記錄均給工作者帶來了很大的工作量。

發(fā)明內容

針對指針式儀表的現(xiàn)有問題，本發(fā)明提出了一種儀表指針自動識別的方法，在獲取儀表盤圖像后進行圖像識別，來找到指針的旋轉軸心和指針方向，從而得到儀表的讀數(shù)。通過這種自動讀表的方式，可在原有的指針式儀表基礎上，增加自動讀數(shù)的功能。這樣，在保證數(shù)據(jù)測量原有的可靠性基礎之上，減少了人員的工作量，達到定時、快速地抄錄所有儀表讀數(shù)的效果，大大提高工作效率。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術解決方案如下：

一種儀表指針自動識別的方法，具體步驟如下：

步驟1：采集儀表盤圖像；

步驟2：對所述儀表盤圖像進行二值化處理；

步驟3：在所述儀表盤的預設區(qū)域內選擇一點，以此為中心查找指針；

步驟4：找到最為合適的圓心位置和對應指針位置；

步驟5：根據(jù)所述對應指針角度得到指針讀數(shù)。

進一步的，所述步驟2中對所述儀表盤圖像進行二值化處理的具體包括如下步驟：

1）根據(jù)已知的表盤外觀，預先確定一個指針位置區(qū)域，并確定該區(qū)域的最優(yōu)二值化閥值；

2）以所述二值化閥值為目標，將所得圖片進行二維化，設定指針的顏色為白色，而背景顏色為黑色。

進一步的，所述步驟3中在所述儀表盤的預設區(qū)域內選擇一點，以此為中心查找指針的具體包括如下步驟：

1）預先設定圖像中心的一塊區(qū)域，該區(qū)域是指針旋轉軸最有可能在的區(qū)域，區(qū)域可以是任何形狀的平面或線條；

2）選擇所述區(qū)域中的第1個點，并以此為中心畫出一個扇形：扇形的內徑是指針可見位置的最內側到旋轉軸的距離；扇形的外徑是指針可見位置的最外側到旋轉軸的距離；扇形的啟始角為指針的啟始角度；扇形的終止角為指針的終止角度；再將該扇形等分成數(shù)個夾角很小的扇形。由于小扇形的夾角很小，可將每個扇形近似的看作一條直線；

3）計算出每一塊小扇形中的白色像素數(shù)量與該扇形所有像素數(shù)量的比值，找比值最高的那塊小扇形，及其小扇形的對應角度：對應角度=（小扇形啟始角+小扇形終止角）/2；

4）選擇圖像中心區(qū)域的第2個點作為扇形中心，重復步驟2-3，依此類推，將圖像中心區(qū)域的所有點都作為扇形中心進行掃描。

進一步的，所述步驟4中找到最為合適的圓心位置和對應指針位置的具體方法為：從所述步驟3中獲取的所有的（中心，角度）的組合中，找到白色像素數(shù)量占該小扇形所有像素總數(shù)比例最高的組合，確認為指針的旋轉軸和指針角度。