[發明專利]基于巡檢機器人的數顯式儀表讀數識別方法

在審

• 申請號: 202011280084.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112348018A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 王士興;趙妍;黃玉龍;邱垚;張兆康
• 申請（專利權）人: 杭州安森智能信息技術有限公司
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/62
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 張鵬

基于巡檢機器人的數顯式儀表讀數識別方法，首先通過巡檢機器人云臺搭載的可見光攝像機以及圖像視頻管理進程獲取數顯式儀表圖片；然后截取儀表表盤的外接矩形為模板圖像；再次，截取數顯區域并得到位置信息，對數顯區域中的數字進行分割、記錄小數點位數；第四，獲取待檢測圖片并完成初始化；第五，對待檢測圖片的儀表位置進行模板匹配并矯正；第六，截取數顯區域圖片進行灰度處理，判斷其前景字體與背景差別，對數顯區域進行自適應的二值化，對數顯區域進行單個數字分割并細化其輪廓；將單個數字轉換為像素存儲并生成分類器要求的數據格式，預測并輸出結果。本發明提高了智能巡檢機器人在適用場景對于數顯式儀表讀數的識別速度和通用性。

技術領域

本發明屬于圖像處理和識別技術領域，涉及一種基于巡檢機器人的數顯式儀表讀數識別方法。

背景技術

隨著機器人技術的發展和突破，智能型巡檢機器人已經可以用于油田、變電站、天然氣廠站等工業領域監控現場運行情況，其中，數顯式儀表普遍用于現場的各種測量以及監控。傳統的巡檢方式是采用人工對儀表進行讀數并手工記錄，但由于適用場景的特殊性以及極端化環境，相比于人工讀數，智能巡檢機器人對于數顯式儀表的讀數更為方便與精準。通過控制機器人上云臺的角度獲取數顯式儀表的圖片，并對圖片進行處理與目標檢測，獲得儀表的讀數，使得識別過程更加智能。

一方面，人工巡檢讀數及記錄的成本較高，所處環境影響導致巡檢人員的安全無法得到保證，同時人眼也存在一定的誤差，導致識別效率以及準確率較低。另一方面，由于工業現場場景復雜，各個現場的儀表形狀以及背景等都有較大差異，現有識別方法識別速度過慢并且其通用性較差，所以，研發一種基于智能巡檢機器人是數顯式儀表智能識別方法具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于巡檢機器人的數顯式儀表讀數識別方法，以提高智能巡檢機器人在適用場景對于數顯式儀表讀數的識別速度和通用性。

本發明采用以下技術方案：

基于巡檢機器人的數顯式儀表讀數識別方法，包括以下步驟：

步驟1：通過智能巡檢機器人云臺搭載的可見光攝像機以及機器人本體部署的圖像視頻管理進程，獲取數顯式儀表圖片；

步驟2：在步驟1獲得的圖片上，手動截取出儀表表盤的最小外接矩形，保存外接矩形在整張圖片上的位置信息為模板圖像，生成相應的模板文件一；

步驟3：手動截取儀表表盤的數顯區域，得到數顯區域在步驟1獲取的圖片上的位置信息，并對數顯區域中的數字進行分割，保存單個數字在步驟1獲取的圖片上的位置信息，并對其小數點位數進行記錄，生成模板文件二；

步驟4：巡檢機器人執行任務并獲取待檢測圖片，對圖片進行平滑濾波預處理，并將圖片尺寸修改成后續識別需要統一的尺寸，完成初始化；

步驟5：根據模板文件一中的表盤特征，對待檢測圖片的儀表位置進行模板匹配，并返回匹配的最佳位置，定位待檢測圖上表盤位置信息；并把模板文件二中預設的數顯區域位置信息映射到待檢測圖片中，再對數顯區域進行矯正；

步驟6：對從待檢測圖片中截取出來的數顯區域圖片進行灰度處理(減小圖像原始數據量，便于后續處理)，并根據在建模預設的閾值，判斷其前景字體與背景差別，選擇二進制閾值或反二進制閾值，對數顯區域進行自適應的二值化；利用之前保留單個數字位置的模板文件二作為先驗信息，對數顯區域進行單個數字分割并細化其輪廓；

步驟7：將已經分割處理后的單個數字圖片轉換為像素存儲并生成分類器所要求的數據格式，放入事先使用大量樣本訓練好的libsvm分類器進行預測，輸出和儀表位數順序相符合的數字結果；

步驟8：對已經使用分類器分類好的數字結果，結合建模時所預設的小數點位數，添加小數點，并對可能出現的數字粘連情況做取余處理；

步驟9：返回識別結果，識別任務結束。