一种远距离多视角环境下的指针式仪表盘自动读数方法技术

本发明专利技术公开了一种远距离多视角环境下的指针式仪表盘自动读数方法，包括表盘区域确定、分割处理、指针提取拟合和读数估算几个步骤。首先通过匹配待识别图像和模板表盘的关键点确定图像中的表盘区域，然后根据直方图分布二值化表盘，通过对二值图形态学处理得到表盘内部信息，之后对采用概率霍夫变换拟合得到的直线归纳合并得到指针角度，最后根据先验指针计算出指针读数。本发明专利技术解决了远距离斜视角度下表盘变形严重、刻度模糊至肉眼无法完全识别读数的问题，并且具有较高的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种远距离多视角环境下的指针式仪表盘自动读数方法
本专利技术涉及计算机视觉领域，具体涉及一种远距离多视角环境下的指针式仪表盘自动读数方法。
技术介绍
目前，指针式仪表广泛应用在设备运行状态监控、监测等方面，以往的人工巡检、抄表、记录模式已经不能适应工厂对于管理及生产效率的要求，仪表的示值自动识别技术直接关系到工厂自动化与信息化的发展进程，目前指针式仪表多采用基于机器视觉的自动识别原理。现有方法多针对表盘占据图像较大区域、距离较近、表盘清晰的情况。本专利技术处理的表盘图像有两个难点，一是表盘在图像中占据的区域很小，只占整幅图像的3％-8％之间，二是存在侧视、仰视等不同角度的多视角问题，部分情况肉眼辨别也存在一定困难，因此用现有方法难以准确自动读出仪表读数。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服以上的不足，提供一种解决了远距离斜视角度下表盘变形严重、刻度模糊至肉眼无法完全识别读数的问题，并且具有较高的准确率的远距离多视角环境下的指针式表仪盘自动读数方法。本专利技术的技术方案是：一种远距离多视角环境下的指针式仪表盘自动读数方法，包括以下步骤：a、标定模板表盘的表盘中心、表盘半径和主要刻度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远距离多视角环境下的指针式仪表盘自动读数方法，其特征在于：包括以下步骤：a、标定模板表盘的表盘中心、表盘半径和主要刻度的角度信息，作为先验知识；b、输入待读表盘图片及其模板图片，计算模板图片和待读表盘图片的KAZE特征；c、采用KNN算法匹配两张图片的KAZE特征，得到一组匹配点，将待读表盘图片中的集合记做S＝{(xi,yi)}，模板图片得到的集合记做T＝{(xi,yi)}，S和T中的像素点坐标一一匹配；d、使用RANSAC方法计算S和T之间的最优单映射变换矩阵，消除错误的匹配数据，得到新的集合S和T；e、根据匹配数据集合与先验知识，计算待读表盘图片的表盘中心位置和表盘半径，截取出待读表盘...

【技术特征摘要】
1.一种远距离多视角环境下的指针式仪表盘自动读数方法，其特征在于：包括以下步骤：a、标定模板表盘的表盘中心、表盘半径和主要刻度的角度信息，作为先验知识；b、输入待读表盘图片及其模板图片，计算模板图片和待读表盘图片的KAZE特征；c、采用KNN算法匹配两张图片的KAZE特征，得到一组匹配点，将待读表盘图片中的集合记做S＝{(xi,yi)}，模板图片得到的集合记做T＝{(xi,yi)}，S和T中的像素点坐标一一匹配；d、使用RANSAC方法计算S和T之间的最优单映射变换矩阵，消除错误的匹配数据，得到新的集合S和T；e、根据匹配数据集合与先验知识，计算待读表盘图片的表盘中心位置和表盘半径，截取出待读表盘图片中的表盘区域；f、对步骤e提取出来的表盘区域图像灰度化，根据直方图分布对灰度图二值化处理得到二值图B1；g、对二值图B1做形态学膨胀得到膨胀图B2，B1和B2做差得到表盘内部图像B；h、对步骤g得到的图像B做概率霍夫变换得到一组直线L＝{li}，对L进行合并约束，得到指针所在的直线，并计算其角度；i、根据指针角度和先验知识估算出表盘读数。2.根据权利要求1所述距离多视角环境下的指针式仪表盘自动读数方法，其特征在于：所述步骤e具体包括以下步骤：步骤e1、读取先验知识，得到模板表盘的中心坐标(xc,yc)和半径Radius；步骤e2、从集合S任取两点，计算其差值为Δs，从集合T中取相匹配的两点，计算其差值为Δt，计算其比值r＝Δs/Δt；步骤e3、重复步骤e2直至集合S和T中的任意两点都参与了计算，得到比值集合R＝{ri}，剔除掉R中偏离的值，计算剩下的所有值的平均值r；步骤e4、集合T中任取一点，计算该点与(xc,yc)的差值Δt，则S中匹配点与待读表盘图片中的表盘中心差值为r·...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡彬，江宁，成耀，杨赛，潘雨，
申请(专利权)人：南通大学，南通先进通信技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32