【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的指针式仪表示数读取方法
本专利技术涉及图像处理领域,具体的说是一种基于机器视觉的指针式仪表示数读取方法,适用于发电站、变电站的机器人巡视和工业生产中均匀刻度的指针式仪表示数读取。
技术介绍
在人类的生产生活及科学研究中,指针式仪表是非常重要的工具,在各领域中得到了广泛的应用,有着数字式仪表不可替代的特点。指针式表是一种均值仪表,具有直观、形象的读数指示,可反映出所检测参数的变化过程和变化方向。指针表内部结构简单、制造成本低、维护方便、无需运行电源,抗干扰能力强、可靠性高,计量精度可以满足现实生产需要,并具有防尘、防水、防冻特性。对于高电压等级的变电站,指针式仪表无需过多的考虑测量装置供电电源以及绝缘的问题。目前在我国的各种生产领域,指针式仪表在工业生产和计量中仍被广泛使用。在各领域中的指针式仪表需要记录大量的数据,但是由于低成本、无需运行电源等特性,大部分的指针仪表并没有通信接口,指针仪表的读数不能够自动获取并且完成数据传输,大部分读数仍然是工作人员手工操作,记录到相应的表格中。随着以互联网为基础的信息革命的到来以及自动化建设的进一步加快,越来越多的运行状态数据需要获取。而传统的工作人员录入的方式,是一项非常复杂和繁琐的重复性劳动,存在着劳动强度大、实时性差、容易出错等诸多的缺点,已经完全不能够适应互联网时代对运行状态数据的要求。近年来,随着计算机技术的不断发展,人工智能技术的进步。解决指针表读数自动识别的主要方法是引入机器视觉技术。机器视觉技术是信息学科的一个重要分支,涉及多个领域,经过多年的发展,机器视觉技术日渐成熟,其功能逐渐完善, ...
【技术保护点】
一种基于机器视觉的指针式仪表示数读取方法,其特征是该方法包括以下步骤:(1)通过图像采集装置获取指针式仪表示数的数字图像,将获取的数字图像送入图像处理系统进行处理;(2)使用带色彩恢复的多尺度Retinex算法处理获取的指针式仪表示数的数字图像;(3)对经步骤(2)处理后的数字图像进行透视变换处理,校正拍摄视角,使经过校正后的图像为拍摄视角垂直指针式仪表表盘所在平面所得的指针式仪表示数的数字图像;(4)在经步骤(3)处理后的数字图像中通过基本图像处理技术和Hough变换检测直线确定指针的位置;(5)在经步骤(3)处理后的数字图像中通过直角坐标到极坐标的变换和基本图像处理技术获取指针式仪表的起始刻度和终止刻度以及结合步骤(4)的处理结果,最终获取均匀刻度指针式仪表的示数;其具体操作为,首先,根据式(4‑1)、(4‑2)将直角坐标转换到极坐标空间,(4‑1)(4‑2)然后,从形态学的角度看,每一个刻度线形成了一个连通域,因此,通过刻度线自身的特征,将极坐标空间中的图像进行二值化后,寻找适当面积的连通域,并记录下这些所有的连通域,找到最左边和最右边的连通域中心,即为刻度线整体的端点,也是刻度 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的指针式仪表示数读取方法,其特征是该方法包括以下步骤:(1)通过图像采集装置获取指针式仪表示数的数字图像,将获取的数字图像送入图像处理系统进行处理;(2)使用带色彩恢复的多尺度Retinex算法处理获取的指针式仪表示数的数字图像;(3)对经步骤(2)处理后的数字图像进行透视变换处理,校正拍摄视角,使经过校正后的图像为拍摄视角垂直指针式仪表表盘所在平面所得的指针式仪表示数的数字图像;(4)在经步骤(3)处理后的数字图像中通过基本图像处理技术和Hough变换检测直线确定指针的位置;(5)在经步骤(3)处理后的数字图像中通过直角坐标到极坐标的变换和基本图像处理技术获取指针式仪表的起始刻度和终止刻度以及结合步骤(4)的处理结果,最终获取均匀刻度指针式仪表的示数;其具体操作为,首先,根据式(4-1)、(4-2)将直角坐标转换到极坐标空间,(4-1)(4-2)然后,从形态学的角度看,每一个刻度线形成了一个连通域,因此,通过刻度线自身的特征,将极坐标空间中的图像进行二值化后,寻找适当面积的连通域,并记录下这些所有的连通域,找到最左边和最右边的连通域中心,即为刻度线整体的端点,也是刻度线的起始位置和终止位置,最后,根据式(4-3)计算出指针仪表的示数RMI,(4-3)其中,Sab为指针位置和刻度线的起始位置的水平距离,Sac为刻度线的起始位置和刻度线的终止位置的水平距离,Sa是所读取指针仪表起始刻度对应的示数,Range为所读取指针仪表的终止刻度对应的示数与起始刻度对应的示数的差值。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的指针式仪表示数读取方法,其特征是步骤(2)中所述的带色彩恢复的多尺度Retinex算法的步骤为:第一步,按照式(1-1)所示的公式将高斯环绕函数与获取的指针式仪表示数的数字图像进行卷积,获得平滑的图像,作为估算的亮度图像,(1-1)(1-2)(1-3)其中,通常三个通道,为在第k个通道上的估算亮度图像,表示输入图像的第k个通道,为第k个通道的环绕函数,为第k个通道上的尺度参数,用于控制图像中有多少细节信息被保留,调整系数使得(1-3式)成立;第二步,按照式(1-4)所示的公式计算出第k个通道的色彩恢复系数,(1-4)其中:是增益常数,是受控制的非线性强度,N为总通道数;第三步,利用公式(1-5)计算出采用带色彩恢复的多尺度Retinex算法得到的反应物体本质的反射图像,(1-5)其中,G表示增益系数,b表示偏移量;系数的确定需要经过试验确定,其参考值分别如下表。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的指针式仪表示数读取方法,其特征是步骤(3)中所述的透视变换的步骤为:第一步,寻找指针式仪表四边形外边框的四个顶点,如果仪表是外形为不是四边形,在仪表的最外围装上四边形的外框,得到四个...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑超,张鹏翔,赵勇,王少荣,
申请(专利权)人:宁波理工监测科技股份有限公司,华中科技大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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