[發明專利]基于模板匹配和限制連通域指針定位的指針表讀數方法

有效

• 申請號: 202011585524.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112288049B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 鐘小芳;李方;陳曦;周偉亮
• 申請（專利權）人: 廣東科凱達智能機器人有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46;G06K9/34
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 羅凱欣;曹振

1.一種基于模板匹配和限制連通域指針定位的指針表讀數方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，對指針表圖像進行預處理，包括以下步驟：

步驟S10，輸入待識別指針表圖片，對待識別指針表圖片進行灰度化和二值化處理，然后進行第一次透視變換矯正處理；

步驟S11，對經過第一次透視變換矯正處理后的圖片進行輪廓提取，得到三個表盤區域，將三個表盤區域排序，然后進行單個指針表盤的分割，得到單個指針表圖片；

步驟S12，對分割得到的單個指針表圖片進行灰度化、二值化和形態學處理，然后進行第二次透視變換矯正處理；

步驟S2，進行指針精確定位，包括以下步驟：

步驟S20，使用模板匹配方法分別在步驟S12得到的結果圖片上準確定位到指針根部區域，并確定指針根部區域的位置矩形框；

步驟S21，采用限制連通域初步定位指針，包括以下步驟：

步驟S210，對步驟S20得到的結果圖片進行二值化處理；

步驟S211，進行形態學處理；

步驟S212，以指針根部區域的位置矩形框在左邊和上邊的每個像素點作為起點，往左或者往上尋找四連通域，進行尋找四連通域時，每個連通域的最后一個像素坐標與圖像邊緣的距離不低于30個像素，否則停止尋找四連通域；

步驟S213，進行形態學處理，將面積最大的連通域作為指針區域；

步驟S22，確定指針的最小外接矩形框，然后填充指針的最小外接矩形框，用Hough直線檢測算法檢測出指針最小外接矩形框兩條最長直線邊L1和L2，計算L1和L2的中線Lm作為指針的最終擬合線；

步驟S3，計算指針表讀數。

2.根據權利要求1所述的基于模板匹配和限制連通域指針定位的指針表讀數方法，其特征在于，所述步驟S22中，用Hough直線檢測算法進行檢測前，還包括對填充指針的最小外接矩形框后的結果圖片進行canny邊緣檢測。

3.根據權利要求1所述的基于模板匹配和限制連通域指針定位的指針表讀數方法，其特征在于，所述步驟S1中，指針表圖像為通過YOLOv4目標檢測算法從機器人攝像頭拍攝的圖片檢測并經過裁剪得到。

4.根據權利要求1所述的基于模板匹配和限制連通域指針定位的指針表讀數方法，其特征在于，所述步驟S10中，所述第一次透視變換矯正處理具體包括以下步驟：

步驟S100，統計經過二值化處理后圖片中像素值為0的每個像素位置(X,Y)，得到所有像素值為0的像素坐標集合保存在數據容器列表中，調用opencv的函數minAreaRect()和boxPoints()并分別得到坐標集的最小外接矩形框和最小外接矩形框的四個頂點坐標；

步驟S101，輸入步驟S100中的最小外接矩形框的四個頂點坐標，調用opencv的函數cv2.getPerspectiveTransform()和cv2.warpPerspective()對指針表圖片進行透視變換矯正。

5.根據權利要求1所述的基于模板匹配和限制連通域指針定位的指針表讀數方法，其特征在于，所述步驟S11中，進行輪廓提取前還包括對經過第一次透視變換矯正處理后的圖片進行灰度化、二值化和形態學處理。

6.根據權利要求5所述的基于模板匹配和限制連通域指針定位的指針表讀數方法，其特征在于，所述步驟S11具體為：對經過第一次透視變換矯正處理后的圖片進行灰度化、二值化、形態學處理和輪廓提取后，將輪廓像素面積大于15000的區域確定為每個表盤區域，得到三個表盤區域，根據每個表盤區域的位置矩形框的左頂點橫坐標的大小對三個表盤區域從左到右進行位置排序，根據排序后的位置矩形框依次從左往右進行單個指針表盤的分割。