[發明專利]一種多表盤指針式儀表的自動讀數方法

有效

• 申請號: 201810067595.0
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108256524B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 劉四軍;賀要鋒;孫明;張紅濤;楊勇;陶濤;劉斌;史雷敏;李蘇輝;王玉蘭;李明凱
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司許昌供電公司;紀年科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/40;G06T5/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

本發明公開了一種多表盤指針式儀表的自動讀數方法，包括建立指針式儀表所包括的N個表盤的基準圖像F_bi、建立指針式儀表所包括的N個表盤的待測圖像F_ti、將表盤i的待測圖像F_ti與基準圖像F_bi進行位置比對并計算表盤i的讀數p這三個步驟；本發明通過將多個表盤的圖像進行排序編號，再分別對每個表盤進行提取ROI、開運算、指針細化、Hough變換直線檢測和儀表刻度計算，自動獲取指針式儀表上每個表盤的示值，打破一張圖像只能識別單個儀表的限制，節約圖像采集時間和存儲空間，從而提高圖像識別效率，同時，本發明使用形態學運算對指針區域圖像的減噪處理，并通過快速圖像細化算法將指針區域圖像進行細化，大大提高了儀表的自動讀數精度。

技術領域

本發明涉及儀器儀表自動監測系統術領域，尤其涉及一種多表盤指針式儀表的自動讀數方法。

背景技術

指針式儀表由于結構簡單、使用方便和易維護的特點，在各個工業領域有著廣泛的應用。但是，指針式儀表需要人工進行現場的數值讀取，但人工讀數工作量大、效率低、誤差高、讀數精度易受工作環境等一些列不確定因素，已不能滿足現代工業生產的需求。針對指針式儀表的自動讀數問題，國內外的研究人員曾提出過包括中心投影法、減影法、模板特征法、最小二乘法等在內的一系列算法進行研究，其中中心投影法、減影法和模板特征法受圖像拍攝環境的影響較大，魯棒性能差，而最小二乘法計算量大，誤差高，無法適用于實時讀數的場合，另外，上述方法都只能對指針式儀表中的單個表盤進行讀數，在讀書過程中需要進行大量圖像采集和存儲工作，不僅效率低，而且需要投入大量人力物力。

發明內容

本發明的目的是提供一種多表盤指針式儀表的自動讀數方法，能夠同時對具有多個表盤的指針式儀表進行自動讀數，打破一張圖像只能識別單個儀表的限制，節約圖像的采集時間和存儲空間，從而提高圖像識別的效率。

本發明采用的技術方案為：

一種多表盤指針式儀表的自動讀數方法，包括以下步驟：

A、建立指針式儀表所包括的N個表盤的基準圖像F_bi，i＝1,2，……，N；基準圖像F_bi的建立包括以下步驟：

A1、將指針式儀表中的N個表盤的指針全部調整至零刻度位置，采集此時指針式儀表的圖像；

A2、將步驟A1所采集圖像進行灰度和二值化處理，獲取指針式儀表的零刻度二值圖像；

A3、利用OpenCV對零刻度狀態二值圖像中的N個表盤按照內輪廓大小進行編號，并依次確定每個表盤中指針轉動的圓心坐標0_i，i＝1,2，……，N；

A4、基于表盤i的圓心坐標0_i確定表盤i的感興趣區域ROI_i，獲取表盤i的指針區域圖像；

A5、基于表盤i的圓心坐標0_i，利用Hought變換提取步驟A4所得表盤i指針區域圖像的直線l_mini；

A6、將指針式儀表中的N個表盤的指針分別調整至滿刻度位置，依次采集每個表盤滿刻度時指針式儀表的圖像，獲取表盤i的滿刻度儀表圖像；

A7、將步驟A5所采集的表盤i的滿刻度儀表圖像進行灰度和二值化處理，獲取表盤i的滿刻度二值圖像；

A8、基于表盤i的圓心坐標0_i，確定表盤i的感興趣區域ROI_i，獲取表盤i的指針區域圖像；

A9、基于表盤i的圓心坐標0_i，利用Hought變換提取步驟A8所得表表盤i的指針區域圖像的直線l_maxi；