一种仪表数据读取方法及系统技术方案

本申请提供了一种仪表数据读取方法及系统，在获取待读取仪表的当前数据图像之后，通过控制所述当前数据图像按照第一方向旋转，并获取该当前数据图像中仪表指针在垂直方向上的当前投影值，之后，从所得的投影值中选择出最大投影值，并确定与其对应的仪表指针的位置为待计算位置，在计算出仪表指针旋转至待计算位置时所需要旋转的第一旋转角后，将该第一旋转角代入预存的第一计算公式，计算出该仪表指针与该待计算位置的第一夹角，之后，再将该第一夹角代入预存的仪表指针与所述待计算位置的夹角和仪表刻度之间的对应关系式中，计算待读取仪表的当前仪表数据，保证了各中情况下所得数据的精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种仪表数据读取方法及系统
本专利技术主要涉及数据读取
，更具体地说是涉及一种仪表数据读取方法及系统。
技术介绍
目前，随着图像处理技术的快速发展，其已应用到仪表数据读取中，解决了人工读取仪表数据速度慢且准确度低的技术问题。具体的，在获取仪表图像信息后，通过提取该仪表图像信息中的特征信息，之后利用预存算法对该特征进行处理，从而得到该仪表显示数据，无需人工参与，大大提高了仪表数据读取效率。基于上述思路，在现有技术中，常用的仪表数据读取方法有基于Hough变换的数据读取方法和基于拟合指针直线的读取方法，前者通过测量指针直线与零刻度直线的夹角来计算仪表读数，虽然该方法得到的仪表数据较为精确，当时，当所获取的仪表图像质量下降时，其将无法不能得到连续的指针直线特征，此时所得检测结果不佳；而后者则是选取指针所在区域圆心与半径，然后按照一定的步长在同心圆环中寻找指针与同心圆环的交点，根据交点之间形成的线段的斜率来识别判断指针相对于零度基准线的角度，从而得到仪表数据，该方法虽然适应性比较强，但是其检测精度较低，无法满足实际需要。由此可见，目前亟需一种适应性强且检测精度高的仪表数据读取方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种仪表数据读取方法和系统，解决了现有基于Hough变换的数据读取方法只能应用于仪表图像质量高的场景，而基于拟合指针直线的读取方法所得仪表数据精度低的技术问题。为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：一种仪表数据读取方法，其特征在于所述方法包括：获取待读取仪表的当前数据图像；控制所述当前数据图像按照第一方向旋转，获取所述当前数据图像中仪表指针在垂直方向上的当前投影值；从所获取的所有当前投影值中选择出最大投影值，并确定所述仪表指针在垂直方向上具有最大投影值时的位置为待计算位置；计算所述仪表指针按照所述第一方向旋转至所述待计算位置时所需要旋转的第一旋转角；将所述第一旋转角代入预存的第一计算公式，计算所述仪表指针与所述待计算位置的第一夹角；利用预存的仪表指针与所述待计算位置的夹角和仪表刻度之间的对应关系，计算待读取仪表的当前仪表数据。优选的，所述控制所述当前数据图像按照第一方向旋转具体为：控制所述当前数据图像按照顺时针或逆时针旋转。优选的，所述待计算位置为水平位置。优选的，所述第一计算公式为：其中，w表示所述当前数据图像的宽，θI表示所述仪表指针与水平方向的夹角，θA表示所述第一旋转角。优选的，所述仪表指针与所述待计算位置的夹角和仪表刻度之间的对应关系I(θI)具体为：其中，Imax表示所述待读取仪表的最大刻度，θmax表示所述待读取仪表的最大刻度对应位置的仪表指针角度，Imin表示所述待读取仪表的最小刻度，θmin表示所述待读取仪表的最小刻度对应位置的仪表指针角度。优选的，在所述控制所述当前数据图像按照第一方向旋转之前，所述还包括：建立二维坐标系，并将所述获取的待读取仪表的当前数据图像的中心与所述二维坐标系的原点对齐。一种仪表数据读取系统，所述系统包括：获取装置，用于获取待读取仪表的当前数据图像；旋转控制装置，用于控制所述当前数据图像按照第一方向旋转，获取所述当前数据图像中仪表指针在垂直方向上的当前投影值；选择装置，用于从所获取的所有当前投影值中选择出最大投影值，并确定所述仪表指针在垂直方向上具有最大投影值时的位置为待计算位置；第一计算装置，用于计算所述仪表指针按照所述第一方向旋转至所述待计算位置时所需要旋转的第一旋转角；第二计算装置，用于将所述第一旋转角代入预存的第一计算公式，计算所述仪表指针与所述待计算位置的第一夹角；第三计算装置，用于利用预存的仪表指针与所述待计算位置的夹角和仪表刻度之间的对应关系，计算带读取仪表的当前仪表数据。优选的，所述旋转控制装置包括：顺时针旋转控制模块，用于控制所述当前数据图像按照顺时针旋转；逆时针旋转控制模块，用于控制所述当前数据图像按照逆时针旋转。优选的，所述系统还包括：坐标系建立装置，用于建立二维坐标系，并将所述获取的待读取仪表的当前数据图像的中心与所述二维坐标系的原点对齐。优选的，所述系统还包括：语音播报装置，用于对所述第三计算装置计算出的当前仪表数据进行语音播报。由此可见，与现有技术相比，本申请提供了一种仪表数据读取方法，在获取待读取仪表的当前数据图像之后，通过控制所述当前数据图像按照第一方向旋转，并获取该当前数据图像中仪表指针在垂直方向上的当前投影值，之后，从所得的投影值中选择出最大投影值，并确定与其对应的仪表指针的位置为待计算位置，在计算出仪表指针旋转至待计算位置时所需要旋转的第一旋转角后，将该第一旋转角代入预存的第一计算公式，计算出该仪表指针与该待计算位置的第一夹角，之后，再将该第一夹角代入预存的仪表指针与所述待计算位置的夹角和仪表刻度之间的对应关系式中，计算待读取仪表的当前仪表数据。由此可见，本专利技术基于仪表指示头细尾粗的特点，计算仪表指针与水平方向的夹角，进而计算出仪表数据，保证了所得数据的精准度，且避免由Hough变换计算直线方向与实际仪表指针方向之间偏差，对仪表读数的影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种仪表数据读取方法实施例的流程示意图；图2为本专利技术一种仪表数据读取系统实施例的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，国内外已提出了多种基于图像的仪表读数方法，如HanJiale等提出一种基于改进Hough变换仪表数据读取方法，该方法首先使用自适应的中值滤波算法获取二值图像，然后使用改进的Hough变化提取指针直线角度读取读数；房桦等人提出的一种适合智能变电站巡检机器人室外工作环境的变电站仪表设备读数识别算法，该方法通过尺度不变特征变换(SIFT)算法提取仪表表盘区域，然后对表盘区域二值化、骨干化处理，通过Hough变换提取指针直线角度读数；Xiao等提出一种基于Hough变换自动仪表读数方法，通过测量指针直线与零刻度直线的夹角来计算仪表读数，其中，在上述夹角法中，夹角测量误差较小，但其仅适用于刻度均匀的仪表；董保同提出的一种非线性仪表读数方法，该方法将指针偏转角与表盘刻度识别的方法相结合读取仪表读数，提高了传统夹角法读数的精度,由于该方法假设拟合的指针直线与刻度线是平行的，所以算法本身存在一定的误差。在图像处理得到指针直线的过程中，指针直线可能不是一条连续的直线，在Hough变换是会检测到多条直线；孙凤杰等人提出一种改进的指针角度识别算法-同心圆环搜索法，选取指针所在区域圆心与半径，然后按照一定的步长在同心圆环中寻找指针与同心圆环的交点，根据交点之间形成的线段的斜率来识别判断指针相对于零度基准线的角度，该算法识别精度较Hough变换方法低，但在实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仪表数据读取方法，其特征在于，所述方法包括：获取待读取仪表的当前数据图像；控制所述当前数据图像按照第一方向旋转，获取所述当前数据图像中仪表指针在垂直方向上的当前投影值；从所获取的所有当前投影值中选择出最大投影值，并确定所述仪表指针在垂直方向上具有最大投影值时的位置为待计算位置；计算所述仪表指针按照所述第一方向旋转至所述待计算位置时所需要旋转的第一旋转角；将所述第一旋转角代入预存的第一计算公式，计算所述仪表指针与所述待计算位置的第一夹角；利用预存的仪表指针与所述待计算位置的夹角和仪表刻度之间的对应关系，计算待读取仪表的当前仪表数据。

【技术特征摘要】
1.一种仪表数据读取方法，其特征在于，所述方法包括：获取待读取仪表的当前数据图像；控制所述当前数据图像按照第一方向旋转，获取所述当前数据图像中仪表指针在垂直方向上的当前投影值；从所获取的所有当前投影值中选择出最大投影值，并确定所述仪表指针在垂直方向上具有最大投影值时的位置为待计算位置；计算所述仪表指针按照所述第一方向旋转至所述待计算位置时所需要旋转的第一旋转角；将所述第一旋转角代入预存的第一计算公式，计算所述仪表指针与所述待计算位置的第一夹角；利用预存的仪表指针与所述待计算位置的夹角和仪表刻度之间的对应关系，计算待读取仪表的当前仪表数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述当前数据图像按照第一方向旋转具体为：控制所述当前数据图像按照顺时针或逆时针旋转。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述待计算位置为水平位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一计算公式为：其中，w表示所述当前数据图像的宽，θI表示所述仪表指针与水平方向的夹角，θA表示所述第一旋转角，HA表示所述最大投影值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述仪表指针与所述待计算位置的夹角和仪表刻度之间的对应关系I(θI)具体为：其中，Imax表示所述待读取仪表的最大刻度，θmax表示所述待读取仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟，伏进，吴高林，周庆，张盈，张文杰，甘建峰，王玉平，张家齐，胡海军，梁海鹏，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，国家电网公司，深圳市先进智能技术研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;85