[發明專利]一種基于圖像處理的指針式儀表讀數方法

有效

• 申請號: 201710317529.X
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107301412B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 高飛;葛一粟;金一鳴;盧書芳;張元鳴;陸佳煒;肖剛
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06K9/20
• 分類號: G06K9/20
• 代理公司: 33213 杭州浙科專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 周紅芳

1.基于圖像處理的指針式儀表讀數方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：從儀表xml配置文件中讀入事先標定的儀表圖片文件名、儀表最小刻度值V₁、儀表最小值識別區域R₁＝(x₁,y₁,W₁,H₁)、儀表最大刻度值V₂、儀表最大值識別區域R₂＝(x₂,y₂,W₂,H₂)、表盤識別區域R₃＝(x₃,y₃,W₃,H₃)和屏蔽區域R₄＝(x₄,y₄,W₄,H₄)，其中，(x₁,y₁)表示儀表最小值識別區域的左上角坐標，W₁和H₁分別表示儀表最小值識別區域的寬度和高度，(x₂,y₂)表示儀表最大值識別區域的左上角坐標，W₂和H₂分別表示儀表最大值識別區域的寬度和高度，(x₃,y₃)表示表盤識別區域的左上角坐標，W₃和H₃分別表示表盤識別區域的寬度和高度，(x₄,y₄)表示屏蔽區域的左上角坐標，W₄和H₄分別表示屏蔽區域的寬度和高度；

步驟2：讀入當前指針式儀表圖像F₁；

步驟3：計算儀表最小值和最大值刻度的斜率K_min和K_max；

步驟4：從步驟2)的圖像F₁中復制R₃區域的子圖像，稱為表盤識別區域圖像F₃；

步驟5：對步驟4)的F₃進行雙邊濾波，然后轉化為灰度圖，再采用OTSU方法進行二值化，并將其中R₄區域信息刪除，最后使用Canny算子得到表盤邊緣信息圖F_C3；

步驟6：進行指針粗定位，具體過程如下：

步驟6.1：在表盤邊緣信息圖F_C3中查找連通域，得連通域最小外接矩形集合C₁＝{(x_i,y_i,w_i,h_i)|i＝1,2,3,…,n₃}，其中(x_i,y_i)表示最小外接矩形左上角的坐標，w_i和h_i分別表示最小外接矩形的寬度和高度，n₃表示連通域數量，矩形中點坐標表示為(x_ci,y_ci)：

步驟6.2：提取儀表量程中的連通域，具體如下：找到集合C₁中的有效外接矩形并構成集合C_in＝{(x_j,y_j,w_j,h_j)|j＝1,2,3,…,n_in}，C_in中矩形須滿足條件：(1)x_cj<X_pc且y_cj≥K_min·(x_cj–X_pc)+Y_pc，或x_cj≥X_pc且y_cj≥K_max·(x_cj–X_pc)+Y_pc；(2)L_pcj<λ_c·W₃，L_pcj表示C_in中第j個外接矩形的中心和圖像F₃的中心的距離，根據式(4)計算：

其中，λ_c為事先給定的距離判斷系數；n_in表示集合C_in中的外接矩形數量；(X_pc,Y_pc)表示圖像F₃中心的坐標；

步驟6.3：在集合C_in中找到面積最大的外接矩形，記為r_max＝(x_max,y_max,w_max,h_max)，(x_max,y_max)為矩形r_max左上角的坐標，w_max和h_max分別為矩形r_max的寬度和高度；

步驟6.4：根據式(5)確定矩形r_max在圖像F₃中的象限q_r：

步驟7：對指針進行精確定位，計算指針所在直線的斜率K_p：

步驟8：計算指針指向刻度和最小量程之間的角度θ：

步驟9：指針式儀表圖像F₁中的讀數為V：