[發明專利]一種基于邊緣計算的遠程讀表系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202110985568.3
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113792616A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 趙銘;劉子瑋;林圳杰;林強;謝磊;肖文婧;寧靜儀;王李明
• 申請（專利權）人: 南方電網深圳數字電網研究院有限公司;南京大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06F9/50;G06T3/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于邊緣計算的遠程讀表系統，其特征在于，包括：遠程讀表一體機、服務器平臺和遠程讀表客戶端；

遠程讀表一體機，用于實時獲取圖片信息，以提取表盤并計算表盤讀數結果，將結果數據發送至服務器平臺；

服務器平臺，用于實時獲取遠程讀表一體機發送的表盤讀數結果數據，并將其存儲于數據庫中，且數據庫中存儲有表盤的模板圖片；

遠程讀表客戶端，用于實時從服務器平臺的數據庫中獲得表盤讀數結果，及對歷史讀表數據進行查詢；所述遠程讀表客戶端還發送表盤的模板圖片給服務器平臺。

2.根據權利要求1所述的基于邊緣計算的遠程讀表系統，其特征在于，所述遠程讀表一體機包括：攝像頭、處理器及通信接口；

攝像頭，用于采集表盤圖片信息；

處理器，用于根據攝像頭采集的圖片及服務器平臺中存儲的表盤模板圖片來獲取表盤并計算表盤讀數結果；

通信接口，用于將表盤讀數結果發送至服務器平臺。

3.根據權利要求2所述的基于邊緣計算的遠程讀表系統，其特征在于，所述處理器獲取表盤的具體方法：

a.接收攝像頭采集的表盤原圖片F；

b.從服務器平臺獲取指定表盤的模板圖片T；

c.從模板圖片T和原圖片F中分別提取出所有特征點，利用特征點匹配得到匹配的特征點對，記為(P_j，T，P_j，F)，其表示表盤上同一個目標點P_j在模板圖片T和原圖片F上的投影點；

d.對于所有匹配的特征點集合，記為(P_T，P_F)，求出從P_T映射到P_F的最優單映射變換矩陣M，滿足P_T＝MP_F，根據模板圖片T的四個頂點坐標左乘變換矩陣M映射在原圖片F上，映射后的頂點坐標圍成的區域即為表盤在原圖片F中所處的區域；

e.通過表盤在原圖片F中所處的區域提取出表盤，并對其進行透視變換，得到透視變換的變換矩陣M′和校正后的表盤圖像F′。

4.根據權利要求3所述的基于邊緣計算的遠程讀表系統，其特征在于，所述處理器計算表盤讀數結果具體方法：

f.對表盤圖像F′進行預處理和二值化處理，轉化為像素值僅有0或255的單通道二值圖像B；

g.對二值圖像B使用霍夫曼直線檢測得出表盤指針并求出其旋轉角度；

h.根據模板圖片T中對應的表盤信息，將表盤指針的旋轉角度轉換為指針讀數R。

5.一種基于邊緣計算的遠程讀表系統的工作方法，基于權利要求1-4中任一系統，其特征在于，包括步驟如下：

1)遠程讀表一體機從服務器平臺獲取模板圖片T，通過攝像頭獲取表盤原圖片F，并根據表盤原圖片F和模板圖片T計算得到表盤讀數結果；

2)將表盤原圖片F和得到的表盤讀數結果發送給服務器平臺，服務器平臺將讀數結果數據保存在數據庫中；

3)遠程讀表客戶端獲取服務器平臺中的表盤原圖片F和相應的表盤讀數結果，并進行顯示。

6.根據權利要求5所述的基于邊緣計算的遠程讀表系統的工作方法，其特征在于，所述工作方法還包括：初始時，遠程讀表客戶端發送待測表盤的正面圖至服務器平臺，作為模板圖片T。

7.根據權利要求5所述的基于邊緣計算的遠程讀表系統的工作方法，其特征在于，所述步驟1)中的計算表盤讀數結果方法包括：模板匹配和指針檢測；

模板匹配：通過將攝像頭獲取的原圖片F與模板圖片T進行特征點匹配，從原圖片中提取出表盤，并根據原圖片與模板圖片中特征點的對應關系，對原圖片中的表盤進行透視變換，最終得到校正后的表盤圖像；

指針檢測：對校正后的表盤圖像進行預處理、二值化處理及骨架提取，再利用霍夫曼直線檢測提取指針并求出其偏轉角度。