[發(fā)明專利]用于變電站巡檢機器人的指針式儀表盤讀數(shù)的識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011108090.8
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112232209A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳海波;張志勇;周臺典;陳莉;梁舟
• 申請（專利權(quán)）人: 藍普金睛（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/48;G06K9/62;G06K9/46;G06K9/34
• 代理公司: 重慶上義眾和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50225
• 代理人: 譚勇

一種用于變電站巡檢機器人的指針式儀表盤讀數(shù)的識別方法，采用步驟為：步驟一：采集待識別儀表盤的正面圖像數(shù)據(jù)作為模板圖像；步驟二：將模板圖像的輪廓按照8鏈碼方式進行編碼；步驟三：將待匹配圖像數(shù)據(jù)的輪廓信息按照8鏈碼方式保持，并采用滑動窗口的模式來尋找與模板圖匹配度最高的區(qū)域鏈碼信息；步驟四：在模板圖像中用輪廓的方式制作指針表量程的弧線，并通過仿射變換矩陣投影到待匹配圖像上；步驟五：延長指針直線，將經(jīng)過仿射變換后的量程弧線分割成兩部分，并計算每一部分弧線的長度；步驟六：通過分割后弧線的長度與總長度的比值再乘以滿量程的取值，推算出指針表的讀數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于變電站巡檢機器人的指針式儀表盤讀數(shù)的識別方法。

背景技術(shù)

變電站的儀表是處在一個高電磁輻射的環(huán)境下，對人體的危害極大，長期工作會引發(fā)人體的各項功能指標下降。巡檢機器人是提高智能化、自動化水平的重要設(shè)備之一，利用巡檢機器人在變電站高電磁輻射的環(huán)境下進行儀表盤數(shù)據(jù)的識別與記錄，能夠有效的避免相關(guān)人員因暴露在高電磁環(huán)境下誘發(fā)的各種疾病，同時也能夠避免因人工讀表存在的低效、誤讀等一系列問題，有效的降低了人工成本，提高了讀表的準確度和效率。

目前針對指針式的儀表盤讀數(shù)有大量的研究，包括基于圖像的指針式儀表盤讀數(shù)識別、基于深度學(xué)習(xí)的指針式儀表盤讀數(shù)識別、基于空間坐標變換的指針式儀表盤讀數(shù)識別。由于變電站是處在一個高電磁輻射的環(huán)境下，會導(dǎo)致巡檢機器人在定位精度上會存在誤差，造成巡檢機器人每次拍攝的圖像數(shù)據(jù)會存在差異，從而導(dǎo)致已有的技術(shù)不能夠?qū)x表盤的指針讀數(shù)進行一個精確的識別。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于變電站巡檢機器人的指針式儀表盤讀數(shù)的識別方法，具體技術(shù)方案如下：

一種用于變電站巡檢機器人的指針式儀表盤讀數(shù)的識別方法，其特征在于，采用步驟為：

步驟一：采集待識別儀表盤的正面圖像數(shù)據(jù)作為模板圖像；

步驟二：將模板圖像的輪廓按照8鏈碼方式進行編碼；

步驟三：將待匹配圖像數(shù)據(jù)的輪廓信息按照8鏈碼方式保持，并采用滑動窗口的模式來尋找與模板圖匹配度最高的區(qū)域鏈碼信息；

步驟四：在模板圖像中用輪廓的方式制作指針表量程的弧線，并通過仿射變換矩陣投影到待匹配圖像上；

步驟五：延長指針直線，將經(jīng)過仿射變換后的量程弧線分割成兩部分，并計算每一部分弧線的長度；

步驟六：通過分割后弧線的長度與總長度的比值再乘以滿量程的取值，推算出指針表的讀數(shù)。

作為優(yōu)化：所述步驟二中8鏈碼方式進行編碼的具體為，從曲線起點S開始，按照順時針方向觀察每一線段走向并用指示符表示，對應(yīng)公式如下：

其中，S表示輪廓的起點坐標，N＝8表示按照8鏈碼的方式進行編碼，此鏈碼具有平移不變性；當起點S改變時，會得到不同的鏈碼，對此，引入歸一化的鏈碼方式，將鏈碼按照一個方向循環(huán)，使其構(gòu)成的自然數(shù)最小，此時就形成了起點的唯一的鏈碼，也就是歸一化鏈碼。

作為優(yōu)化：所述步驟三中，采用滑動窗口的模式來尋找與模板圖匹配度最高的區(qū)域鏈碼信息，具體為，分析指針與背景區(qū)分明顯，采用單通道閾值分割的方式提取指針，并取其輪廓，對輪廓采用直線檢測的方式將其分割成若干條之間，篩選最長的直線作為指針。

本發(fā)明的有益效果為：采用輪廓模板匹配的方式，能極大程度上排除因天氣、拍攝角度、拍攝距離的影響，由于采用輪廓特征來計算指針表讀數(shù)，極大的提高了檢測速度和識別精度；通過圖像的方式進行讀數(shù)，代替人工方式，避免因人工讀表存在的低效、誤讀等一系列問題，也更好的保護工作人員。

附圖說明