[發明專利]一種獲取指針式儀表讀數的方法及裝置

在審

• 申請號: 202011149614.8
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112417975A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 孟曉亮;蔡富東;呂昌峰;劉煥云;劉洪源
• 申請（專利權）人: 濟南信通達電氣科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 董延麗

1.一種獲取指針式儀表讀數的方法，其特征在于，所述方法包括：

將指針式儀表對應的第一圖像輸入到關鍵點檢測神經網絡模型中，以確定所述第一圖像中的若干關鍵點的位置，得到第二圖像；

對所述第二圖像進行二值化處理，得到第三圖像；

在所述第三圖像中，根據所述若干關鍵點的位置確定虛擬指針，并根據所述虛擬指針確定所述指針式儀表中實際指針的位置；其中，所述虛擬指針是在第三圖像中與具有預設關系的兩個關鍵點之間的連線相關；

在所述第三圖像中，根據所述實際指針的位置以及所述若干關鍵點的位置，確定所述指針式儀表的讀數。

2.根據權利要求1所述的一種獲取指針式儀表讀數的方法，其特征在于，所述關鍵點包括儀表旋轉中心點、儀表刻度起始點和儀表刻度終止點中的一個或多個。

3.根據權利要求1所述的一種獲取指針式儀表讀數的方法，其特征在于，在第三圖像中，根據所述若干關鍵點的位置確定虛擬指針，具體包括：

在所述第三圖像中，以儀表旋轉中心點為原點，水平方向為橫軸，豎直方向為縱軸，構建二維平面坐標系；

以所述二維平面坐標系的原點為第一端點，以儀表刻度起始點或者儀表刻度終止點為第二端點，確定虛擬指針；其中，所述虛擬指針的寬度小于第一預設閾值，所述虛擬指針的長度為第一端點與第二端點之間的距離。

4.根據權利要求3所述的一種獲取指針式儀表讀數的方法，其特征在于，根據所述虛擬指針確定所述指針式儀表中實際指針的位置，具體包括：

在所述二維平面坐標系中，以所述虛擬指針的第一端點為圓心，以所述虛擬指針的長度為半徑，以所述二維平面坐標系的橫軸位置為旋轉起始位置，將所述虛擬指針繞所述圓心旋轉；

實時確定所述虛擬指針當前對應位置的黑色像素點個數；

在所述虛擬指針當前對應位置的黑色像素點個數大于第二預設閾值情況下，確定所述虛擬指針的當前對應位置為所述指針式儀表的實際指針位置。

5.根據權利要求1所述的一種獲取指針式儀表讀數的方法，其特征在于，在第三圖像中，根據所述實際指針的位置以及所述若干關鍵點的位置，確定所述指針式儀表的讀數，具體包括：

根據所述虛擬指針的起始旋轉位置以及所述指針式儀表的實際指針位置，確定所述虛擬指針的旋轉角度；

根據所述虛擬指針的起始旋轉位置以及所述指針式儀表的起始邊界線，確定第一角度；其中，起始邊界線為儀表旋轉中心點到儀表刻度起始點之間的線段；

基于所述旋轉角度以及所述第一角度，確定所述指針式儀表的起始邊界線與所述實際指針之間的第二角度；

根據所述第二角度以及所述指針式儀表的量程角度，計算所述指針式儀表的讀數。

6.根據權利要求5所述的一種獲取指針式儀表讀數的方法，其特征在于，通過公式計算所述指針式儀表的讀數；

其中，R為所述指針式儀表的讀數，M為所述指針式儀表的量程，α為所述第二角度，θ為所述指針式儀表的量程角度。

7.根據權利要求5所述的一種獲取指針式儀表讀數的方法，其特征在于，所述方法還包括：

在所述二維平面坐標系中，分別確定儀表旋轉中心點、儀表刻度起始點以及儀表刻度終止點的坐標；

根據所述儀表旋轉中心點、儀表刻度起始點以及儀表刻度終止點的坐標，確定所述指針式儀表的量程角度。

8.根據權利要求1所述的一種獲取指針式儀表讀數的方法，其特征在于，在將指針式儀表對應的第一圖像輸入到關鍵點檢測神經網絡模型中之前，所述方法還包括：

獲取若干指針式儀表圖像，并對所述若干指針式儀表圖像中的關鍵點進行標注，得到訓練數據集；

將所述訓練數據集輸入至神經網絡模型中進行訓練，直至輸出收斂，得到所述關鍵點檢測神經網絡模型。

9.根據權利要求1所述的一種獲取指針式儀表讀數的方法，其特征在于，所述關鍵點檢測神經網絡模型采用VGG-16模型進行訓練；所述關鍵點檢測神經網絡模型的損失函數采用平方誤差。

10.一種獲取指針式儀表讀數的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

檢測模塊，用于將指針式儀表對應的第一圖像輸入到關鍵點檢測神經網絡模型中，以確定所述第一圖像中的若干關鍵點的位置，得到第二圖像；

處理模塊，用于對所述第二圖像進行二值化處理，得到第三圖像；

確定模塊，用于在所述第三圖像中，根據所述若干關鍵點的位置確定虛擬指針，并根據所述虛擬指針確定所述指針式儀表中實際指針的位置；其中，所述虛擬指針是在第三圖像中與具有預設關系的兩個關鍵點之間的連線相關；

所述確定模塊，還用于根據所述實際指針的位置以及所述若干關鍵點的位置，確定所述指針式儀表的讀數。