一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法。本发明专利技术通过智能终端上的APP控制摄像系统，动态采集机械式水表指示装置旋转指针在不同位置的图像，采用基于图像轮廓和色彩识别的视觉测量技术解析出不同图像对应的旋转角度，得到指针的旋转角测量结果；每一幅图像成像的同时添加成像时间戳，建立起每一旋转角度与时间的唯一对应关系，按指针旋转角度与所指示体积值成正比关系，将旋转角转换成带时间戳的水表计量数据，通过数字通信信号传输给计算机等外部设备，从而使得机械式水表的检测更加便捷，更加高效。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法
本专利技术属于流量仪表计量
，涉及一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法。
技术介绍
机械式水表是一种广泛应用于自来水用水量计量的仪表。根据行业统计，中国每年生产的机械式水表超过6000万只。每一只水表都需要经过计量检测合格之后方可出厂。机械式水表没有电信号输出，传统的计量检测方法完全依赖于人工抄读，效率低，随着人工成本越来越高，生产成本也越来越高，产品往往缺乏价格竞争力。同时，人工抄读容易产生差错，不利于提高产品的出厂合格率。为了实现机械式水表的自动化检测，必须借助于外部测量设备，将水表代表计量数据的机械信号转化为电信号，再将电信号输入计算机系统，在计算机系统控制下达到无须人工干预的自动检测目的。目前的外部测量设备有的采用光电传感器，当水表旋转指针旋转到光电传感器的光点时，光电传感器的接收光线发生改变，即输出脉冲信号，脉冲信号代表机械旋转信号；有的采用高速工业摄像机采集机械旋转信号，经图像处理后转换成脉冲信号输出。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法，用于解决没有电信号输出的机械式水表的自动检测问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：智能终端中的摄像系统定位在机械式水表指示装置的上方，获取机械式水表指示装置的图像。根据拟捕捉的旋转指针特征实施自动捕捉，并进行定位。以设定的拍摄速度控制摄像系统采集水表指示装置的图像，并仅对定位框内的图像进行解析，所述的定位框内只含有最低位指示装置图像。根据旋转指针的图像特征提取图像轮廓，定位旋转圆心，在该定位框内建立二维坐标，建立零度角参考线。将每一幅旋转指针图像解析成与旋转圆心的连线，与零度角参考线相比较，确定旋转角度，所述旋转角度可换算成水表的计量数据，同时将该计量数据附上时间戳。通过通信链路将带有时间戳的计量数据向外发送，外部通信接收设备接收到该信号后输入计算机系统，计算机系统经过解析还原成计量数据及时间戳数据，通过与水表计量检测标准设备检测到的数据进行比较，来判断水表的计量性能是否满足指标要求。进一步说，所述的旋转指针的图像特征包括形状和色彩。进一步说，根据圆心坐标不变原则，对旋转指针的轮廓的动态图像进行坐标解析，找到静止不变的圆心坐标，过圆心坐标建立零度角参考线。进一步说，在每一个拍摄指令的同时，从智能终端的时钟系统读取当前时间，与当前图像建立唯一对应关系的数据组。进一步说，所述的通信链路包括数据线端口、无线模式下的无线局域网端口、蓝牙端口或蜂窝移动网络端口。进一步说，所述的智能终端为手机。本专利技术的有益效果是：通过智能终端上的APP控制摄像系统，动态采集机械式水表指示装置旋转指针在不同位置的图像，采用基于图像轮廓和色彩识别的视觉测量技术解析出不同图像对应的旋转角度，得到指针的旋转角测量结果；每一幅图像成像的同时添加成像时间戳，建立起每一旋转角度与时间的唯一对应关系，按指针旋转角度与所指示体积值成正比关系，将旋转角转换成带时间戳的水表计量数据，通过数字通信信号传输给计算机等外部设备，从而使得机械式水表的检测更加便捷，更加高效。附图说明图1为本专利技术的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。智能终端的摄像系统定位在机械式水表指示装置的上方，获取机械式水表指示装置的图像。根据拟捕捉的旋转指针特征实施自动捕捉，并进行定位。智能终端的通过APP以设定的拍摄速度控制CCD采集水表指示装置图像，软件仅对定位框内的图像进行解析。APP软件根据旋转指针的图像特征摄取图像轮廓，定位旋转圆心；在该定位框内建立二维坐标，建立零度角参考线；将每一幅旋转指针图像解析成与圆心的连线，与零度角参考线相比较，计算得到旋转角度，旋转角度可以换算成水表的计量数据，该计量数据一般代表水的体积量。APP软件控制CCD采集图像时，在每一个拍摄指令的同时从智能终端的时钟系统读取当前时间，与当前图像建立唯一对应关系的数据组，也即与APP软件解析得到的旋转角度和计量数据建立对应关系。由此，智能终端APP软件将摄像系统获得的图像信息转换成了带时间戳的计量数据。APP软件通过智能终端的通信链路将该计量数据及其时间戳以数字通信信号方式向外发送，外部通信接收设备接收到通信信号后输入计算机系统，计算机经过解析还原成计量数据及其时间戳，与水表计量检测标准设备检测到的数据进行比较，来判断水表的计量性能是否满足指标要求。实施例如图1所示，以智能手机为例。步骤1，定位。手机显示屏幕1定位在机械式水表2正上方，手机的后置摄像头对准水表指示装置，APP软件运行后，在手机显示屏幕中显示机械式水表指示装置的图像。步骤2，目标捕捉。APP软件在机械式水表指示装置的图像中自动捕捉预先设定特征的目标图像，将手机捕捉旋转指针的定位标志框3定位到捕捉到的最低位指示装置图像4上。步骤3，轮廓识别和圆心定位。APP软件在定位标志框3界定的像素范围内建立二维坐标系，根据拟识别旋转指针图像5的形状和色彩特征，对旋转指针图像5进行轮廓识别。根据圆心坐标不变原则对旋转指针图像5轮廓的动态图像进行坐标解析，找到静止不变的圆心坐标，过圆心坐标设定零度角参考线。步骤4，图像拍摄和添加时间戳。APP软件以设定的拍摄速度拍摄得到机械式水表指示装置的图像，每拍摄一幅图像的同时从手机时钟系统中读取当前时间值，与所拍摄的图像建立唯一的对应关系。步骤5，角度测量和计量数据换算。APP软件采用与步骤3中描述相同的方法对步骤4所拍摄的图像进行解析，对旋转指针图像5进行轮廓识别，找出旋转指针图像5过圆心的轮廓中心线，计算出轮廓中心线与零度角参考线之间的夹角度数，再根据指针旋转一周所代表的体积数将角度换算到表示体积的计量数据。步骤6，数字信号输出。APP软件将计量数据和对应的图像时间戳成对地以数字信号方式通过手机通信链路向外部输出，通信链路可选择数据线端口，也可选择无线模式下的无线局域网端口、蓝牙端口和蜂窝移动网络端口。外部通信接收设备接收到该信号后输入计算机系统，计算机系统经过解析还原成计量数据及时间戳数据，通过与水表计量检测标准设备检测到的数据进行比较，来判断水表的计量性能是否满足指标要求。综上，本实例利用手机的摄像系统采集机械旋转图像，经APP软件数字化处理后得到旋转角度，旋转角度即代表水表计量数据，直接以数字通信信号输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法，其特征在于：智能终端中的摄像系统定位在机械式水表指示装置的上方，获取机械式水表指示装置的图像；根据拟捕捉的旋转指针特征实施自动捕捉，并进行定位；以设定的拍摄速度控制摄像系统采集水表指示装置的图像，并仅对定位框内的图像进行解析，所述的定位框内只含有最低位指示装置图像；根据旋转指针的图像特征提取图像轮廓，定位旋转圆心，在该定位框内建立二维坐标，建立零度角参考线；将每一幅旋转指针图像解析成与旋转圆心的连线，与零度角参考线相比较，确定旋转角度，所述旋转角度可换算成水表的计量数据，同时将该计量数据附上时间戳；通过通信链路将带有时间戳的计量数据向外发送，外部通信接收设备接收到该信号后输入计算机系统，计算机系统经过解析还原成计量数据及时间戳数据，通过与水表计量检测标准设备检测到的数据进行比较，来判断水表的计量性能是否满足指标要求。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法，其特征在于：智能终端中的摄像系统定位在机械式水表指示装置的上方，获取机械式水表指示装置的图像；根据拟捕捉的旋转指针特征实施自动捕捉，并进行定位；以设定的拍摄速度控制摄像系统采集水表指示装置的图像，并仅对定位框内的图像进行解析，所述的定位框内只含有最低位指示装置图像；根据旋转指针的图像特征提取图像轮廓，定位旋转圆心，在该定位框内建立二维坐标，建立零度角参考线；将每一幅旋转指针图像解析成与旋转圆心的连线，与零度角参考线相比较，确定旋转角度，所述旋转角度可换算成水表的计量数据，同时将该计量数据附上时间戳；通过通信链路将带有时间戳的计量数据向外发送，外部通信接收设备接收到该信号后输入计算机系统，计算机系统经过解析还原成计量数据及时间戳数据，通过与水表计量检测标准设备检测到的数据进行比较，来判断水表的计量性能是否满足指标要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜伟鹏，段文义，胡涤新，
申请(专利权)人：杭州丹纳计量科技有限公司，杭州祝铭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33