[發明專利]一種基于機器人視覺的儀表位置、讀數識別方法和系統

有效

• 申請號: 202010380945.6
• 申請日: 2020-05-08
• 公開（公告）號: CN111598097B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 陳佳期;陳旭;李密;顏茂春;陳嘉華;羅偉華
• 申請（專利權）人: 福建省海峽智匯科技有限公司
• 主分類號: G06V30/148
• 分類號: G06V30/148;G06V30/14;G06V30/164;G06T7/13
• 代理公司: 廈門福貝知識產權代理事務所(普通合伙) 35235
• 代理人: 肖琨

本發明給出了一種基于機器人視覺的儀表位置、讀數識別方法和系統，獲取當前時刻的機器人視覺的目標圖像，并對目標圖像進行降噪處理，獲取目標圖像中的圓形表盤邊界；利用圓形表盤邊界構造圓形表盤的三角形集合，并計算三角形集合中的所有三角形的面積；響應于左側三角形的面積大于右側三角形的面積，繼續下一時刻的目標圖像的表盤邊界獲取和構建三角形集合；響應于右側三角形的面積大于左側三角形的面積，獲取前三個時刻的目標圖像，并選擇前三個時刻中左側三角形與右側三角形的面積比最小的目標圖像作為儀表目標位置的識別圖像。并利用上述方法可以在機器人行走的同時進行儀表相對位置的判斷以及儀表讀數的識別，提高識別效率和精準度。

技術領域

本發明涉及機器人視覺的圖像處理技術領域，尤其是一種基于機器人視覺的儀表位置、讀數識別方法和系統。

背景技術

儀表按照其顯示的方式分為指針式儀表、數字式儀表，指針式儀表是指通過指針的位置來獲取信息的儀表，數字式儀表是指通過表盤上的數字顯示來獲取信息的儀表。其中指針式儀表是工業領域中較為傳統的測量儀表之一，目前仍廣泛應用于工業生產中。隨著數字電子技術的發展，數字式儀表的應用越來越廣泛，在某些條件下，數字式儀表可代替指針式儀表，并表現出更佳性能。從兩種儀表的性能比較來看，數字儀表具有精度更高，易讀取等優點，在某些場合已經完全取替了指針式儀表。不過作為工業生產中一種不可或缺的測量儀器，指針式儀表擁有其他儀表無以比擬的許多特性，使其仍具有不可替代的地位。

機器視覺識別是將機器比作人的眼睛對儀表信息進行取錄和判斷，并將它以圖像的形式傳送給圖像處理系統，經圖像處理系統轉化處理后變為數字信號用于控制現場設備或進一步傳遞，它是一種獲取儀表信息的新方法，利用該技術可以實現自動采集、傳遞等一系列圖像識別操作，并將被測表指針位置及讀數傳輸至相關系統，提高識別的精度和效率，同時提高了工業生產的自動化程度。

隨著科學技術的發展，識別技術不斷革新迭代，社會對高識別精度，適用性強，實時跟蹤性好的儀表盤識別方法也產生越來越強烈的需求。機器人在移動過程中對儀表圖像采集會存在儀表圖像傾斜，影響儀表讀數的準確性，如何在保證機器人在移動過程中利用上述自動識別技術優點的同時又降低識別過程中各種誤差的影響，并實現快速準確地反饋儀表信息的研究也逐漸顯現出來。

發明內容

為了解決現有技術中因機器人移動過程中儀表圖像位置沒有正對而造成的影響儀表識別的準確性以及儀表讀數算法過于復雜的技術問題，本發明提出了一種基于機器人視覺的儀表位置、讀數識別方法和系統，用以降低儀表識別過程中的各種誤差的影響，提高機器人在行走的同時識別儀表的準確性和效率。

在一個方面，本發明提出了一種基于機器人視覺的儀表位置識別方法，包括：

S1：獲取當前時刻的機器人視覺的目標圖像，并對目標圖像進行降噪處理，獲取目標圖像中的圓形表盤邊界；

S2：利用圓形表盤邊界構造圓形表盤的三角形集合，并計算三角形集合中的所有三角形的面積，其中，三角形集合包括由圓形表盤的上左下端點構成的左側三角形和上右下端點構成的右側三角形；

S3：響應于左側三角形的面積大于右側三角形的面積，繼續下一時刻的目標圖像的表盤邊界獲取和構建三角形集合；響應于右側三角形的面積大于左側三角形的面積，獲取前三個時刻的目標圖像，并選擇前三個時刻中左側三角形與右側三角形的面積比最小的目標圖像作為儀表目標位置的識別圖像。

優選的，目標圖像利用設置于機器人上的圖像采集設備在機器人行走過程中實時獲取，機器人包括掛軌和輪式機器人，且機器人的移動速度設置為0.2-0.3m/s的范圍內。通過可移動的機器人實現行走的同時對儀表圖像的采集工作以及位置判斷，極大地減少了圖像采集設備的設置，同時機器人也可以在人力無法進入的地方進行儀表圖像采集。