一种基于机器视觉适用于多视角图像指针式仪表读数方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉适用于多视角图像指针式仪表读数方法，步骤为：输入仪表照片、输入仪表参数、识别表盘圆，进行基于表盘圆的裁剪、进行图片预处理，得到二值化的表盘、对表盘图片进行轮廓分析，基于刻度假设提取刻度区域，计算刻度中心到圆心的平均半径，记为刻度区半径、使用刻度区半径、二值化表盘图像，结合仪表参数，进行基于表盘刻度特征提取的正位校准、对正位校准后二值化表盘图像，重新识别表盘圆并进行轮廓分析，提取刻度及指针区域、对提取得到的指针区域进行清理后，使用基于多次采样与平均的斜率拟合法计算得到指针偏转角度、结合指针偏转角度、量程夹角、起止刻度读数，代入读数计算公式计算得到仪表示数。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉适用于多视角图像指针式仪表读数方法
本专利技术涉及一种基于机器视觉适用于多视角图像指针式仪表读数方法，适用于制造行业，属于机器视觉识别

技术介绍
由于价格低廉、使用方便、抗电磁干扰等优势，目前指针式仪表在工业生产中仍有着广泛的应用，而对指针式仪表的读取大部分依靠人工读取的形式，不仅需要相当的人力成本，在人工读取、记录与汇总的过程中还存在一定的引入误差的可能。使用机器视觉识别技术对仪表进行定期读取，在降低成本的同时，还可以减小由读数误差带来的风险。目前主流的基于机器视觉的指针式仪表读取算法主要建立在表盘刻度的均匀性的基础上。算法主要包括图像预处理、指针与刻度提取、指针角度计算与示数计算等步骤。对于正投影视角下拍摄的清晰表盘图片，此流程基本可以取得较好的效果。然而，在实际工业生产应用中，拍摄得到的图片一般会存在一定程度的视角旋转或透视偏差，使得图中表盘存在刻度不均匀、参考系有旋转、参考系非线性等问题，给示数的读取引入较大误差。针对上述问题，有研究使用基于特征点的图像配准方法，对每个待读取的仪表，引入一张校准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉适用于多视角图像指针式仪表读数方法，具体步骤如下：/n1、获取待识别的仪表图片及仪表参数(起始刻度读数、终止刻度读数、量程夹角)；/n2、对图片进行缩放、均值滤波等预处理后，使用霍夫找圆法识别表盘圆，对图片进行基于表盘圆的裁剪；/n3、将裁剪后的图片再次缩放到一定尺寸，计算得到缩放后的表盘圆圆心坐标及半径；/n4、对图片进行直方图均衡化、高斯模糊、自适应二值化等预处理，得到二值化的表盘图像；/n5、对表盘图像进行轮廓分析，基于刻度假设筛选得到刻度区域，计算刻度中心到圆心的平均半径，记为刻度区半径；/n6、使用前几步得到的二值化表盘图像、刻度区半径，结合仪表参数，进行基于表盘...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉适用于多视角图像指针式仪表读数方法，具体步骤如下：
1、获取待识别的仪表图片及仪表参数(起始刻度读数、终止刻度读数、量程夹角)；
2、对图片进行缩放、均值滤波等预处理后，使用霍夫找圆法识别表盘圆，对图片进行基于表盘圆的裁剪；
3、将裁剪后的图片再次缩放到一定尺寸，计算得到缩放后的表盘圆圆心坐标及半径；
4、对图片进行直方图均衡化、高斯模糊、自适应二值化等预处理，得到二值化的表盘图像；
5、对表盘图像进行轮廓分析，基于刻度假设筛选得到刻度区域，计算刻度中心到圆心的平均半径，记为刻度区半径；
6、使用前几步得到的二值化表盘图像、刻度区半径，结合仪表参数，进行基于表盘刻度特征提取的正位校准：
6.1使用刻度区半径，取一定比例的前后余量，在原二值化表盘图上截取圆环，得到刻度区域ROI(黑底白色刻度线)；
6.2遍历刻度区域ROI中的白色像素点，计算点与圆心的连线角度(圆心指向点)，对得到的角度数组进行排序和归并清理后，对相邻角度的间隔计算去除异常值后的平均值，得到相邻刻度间的夹角；
6.3使用上一步得到的相邻刻度夹角及角度数组，基于刻度区域夹角特征，得到起始刻度和终止刻度的角度；
6.4使用起止刻度角度、刻度区半径、圆心坐标计算得到起止刻度中心点坐标与中点刻度中心点坐标；
6.5使用量程夹角、拟定的输出图像刻度区半径，计算得到起止刻度中心点、中点刻度中心点、圆心等四个点在正位情况下的坐标；
6.6根据这两组特征点坐标计算单应性矩阵，对输入图像进行透视变换，得到正位校准后的表盘图像；
7、对正...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭李诺，崔勇，项志超，汪琳，谢娜娜，
申请(专利权)人：上海智能制造系统创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31