[發明專利]一種基于ARM平臺的實時指針儀表識讀方法及裝置

在審

• 申請號: 201710545000.3
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107463931A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 崔漾;羅旺;馮敏;樊強;彭啟偉;夏源;郝小龍;郭艷雪
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院;南京南瑞集團公司
• 主分類號: G06K9/40
• 分類號: G06K9/40;G06K9/34;G06K9/46
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及信號與信息處理技術領域，尤其涉及一種基于ARM平臺的實時指針儀表識讀方法及裝置。

背景技術

指針式儀表是現代工業中的重要組成部分。因其高準確性、高可靠性與低成本，獲得了廣泛的應用。目前，儀表的數據主要依靠人工進行識讀，精度差、間隔時間長、成本高昂。智能儀表識讀方法可以利用圖像分析算法實現儀表讀數自動識別并傳輸至控制中心。

基于儀表識讀的上述特點：它可以為政府或企業節省大量的人工費用，提高工作效率，降低企業成本。同時，還可以隨時查看儀表讀數，掌握設備運行狀態，通過長期的數據搜集還可深入挖掘數據價值。

因此，現在許多政府部門或者企業開始接觸指針儀表的智能識讀。目前的儀表識讀大多需要將指針儀表的數據傳輸至控制中心進行分析，大量的視圖信息傳輸會造成網絡帶寬擁堵，增加信息傳輸成本，影響儀表識讀系統的正常使用。

為解決現有儀表識讀方法中存在的上述問題，本專利發明提供了一種新的、有效的解決方法。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于ARM平臺的實時指針儀表識讀方法及裝置，實現儀表示數的遠程實時讀取，降低設備運維成本，幫助設備運維人員隨時了解設備狀態。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于ARM平臺的實時指針儀表識讀方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、預置表盤圓心、刻度起始點與儀表總量程信息；

步驟二、表盤圖像采集，調用圖像采集設備，將采集的圖片轉換到YCbCr色彩空間，通過亮度Y成分判斷是否需要打開LED補光燈，調節鏡頭焦距，采集指針儀表表盤圖像；

步驟三、表盤圖像預處理，使用3×3的高斯模板對圖像過濾，消除部分噪聲；

步驟四、表盤圖像二值化，將彩色圖像轉換為灰度圖，利用最大類間方差法將灰度圖像進行二值化操作，同時分割出指針區域；

步驟五、指針骨架提取，基于歐氏距離變換后，獲得經過細化后的指針；

步驟六、指針提取，利用基于Hough變換提取直線的方法提取線段；

步驟七、獲取指針讀數，根據找到的指針與表盤起始位置的角度差，計算當前指針所指向的示數。

進一步地，所述步驟三消除部分噪聲中使用2次高斯模糊來消除噪聲影響。

1、進一步地，

2、步驟五中，基于歐氏距離變換后，獲得經過細化后的指針方法如下：通過像素點8領域像素值的局部比較得到該像素點類型，并由此確定骨架點的候選點，根據像素點類型，狀態為strong的點生長為骨架；在生長狀態為weak的點時，凡由weak點生長出來的骨架分支觸碰到骨架邊緣，則將此骨架分支刪除；凡是生長出來的骨架分支垂直于之前生成的骨架的，則將此骨架分支刪除；由上述規則生長得到骨架點后，獲得經過細化后的指針。

進一步地，所述步驟六具體為：只保留圓心至線段所處直線距離小于5個像素點的線段，比較所有符合條件的線段長度，選取最長的線段為指針。

進一步地，所述步驟七計算當前指針所指向的示數具體為：判斷當次識讀結果與前次識讀結果的差值是否大于閾值，是則舍棄本次結果，否則輸出本次識讀結果。

一種基于ARM平臺的實時指針儀表識讀裝置，包括依次連接的圖像采集設備、圖像處理設備、數據傳輸模塊、遠程平臺或數據采集終端，其中

圖像采集設備，用于采集指針儀表表盤圖像；

圖像處理設備，其儀表圖像識讀服務模塊進行圖像的預處理、圖像二值化、指針骨架提取、指針提取、角度判斷、結果識讀，獲得儀表當前示數；

數據傳輸模塊，用于將處理后的圖像數據采用標準通用接口傳輸至遠程平臺或數據采集終端；

遠程平臺或數據采集終端，用于接收處理后的圖像數據，做后期數據的分析與利用。

進一步地，所述圖像處理設備進行圖像的預處理流程時，使用3×3的高斯模板對圖像過濾，消除部分噪聲，使用2次高斯模糊來消除噪聲影響。

所述圖像處理設備進行圖像的指針骨架提取流程時，基于歐氏距離變換后，

通過局部比較并快速地確定骨架點的候選點，再生長得到骨架點。

進一步地，所述圖像處理設備進行圖像的指針提取流程時，利用基于Hough變換提取直線的方法提取線段，只保留圓心至線段所處直線距離小于5個像素點的線段，比較所有符合條件的線段長度，選取最長的線段為指針。