一种基于视频信息的指针类仪表示数读取方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于视频信息的指针类仪表示数读取方法及装置，首先，对拍摄硬件进行标定，然后根据标定结果对拍摄硬件采集到的视频流，进行帧截取，确定品质较好的初始帧图像。其次，对选定的帧图像，进行二值化处理，再对二值化处理后的图像，基于canny算子和形态学处理，进行表盘识别，通过这种方式可以去除无关像素点，确定更为清晰的表盘图像和指针图像。最后利用角度法并通过仪表区间划分的方式，分别读取每个小区间所对应的示数，当表盘上指针示数不均匀时，这种方式可以避免对图像进行噪声滤波，使得读取的指针示数更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频信息的指针类仪表示数读取方法及装置
本申请涉及仪器仪表示数读取
，尤其涉及一种基于视频信息的指针类仪表示数读取方法及装置。
技术介绍
目前，指针类仪表的示数读取方法主要分为光学法和机器视觉法两类，其中后者算法结构简洁且便于实现，因而被广泛研究和应用。现有技术中，机器视觉法通过图像识别技术，将监控采集到的图像进行诸如噪声滤波、图像分割、特征表达等处理，从而分割出指针和刻度线的位置，最后根据其角度或距离的关系得到具体读数。但是机器视觉法在处理过程中，当指针类仪表表盘示数不均匀时，在噪声滤波的过程中会丢失一些有效信息，造成在后续图像分割时所采用的检测线边缘的算子提取精度不高，从而使得在提取表盘和指针时，结果精度不高。因此，本申请提供一种基于视频信息的指针类仪表示数读取方法及装置，用于解决现有技术中，使用机器视觉法对指针类仪表的不均匀示数进行读取时，精度不高的技术问题。
技术实现思路
本申请提供一种基于视频信息的指针类仪表示数读取方法及装置，以解决现有技术中，使用机器视觉法对指针类仪表的不均匀示数进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视频信息的指针类仪表示数读取方法，其特征在于，所述方法包括：/n对相机进行标定处理，确定相机标定结果；/n用相机对指针类仪表进行监控拍摄，获得一组视频流；/n根据预设的采集频率，对所述视频流进行帧截取，确定仪表画面图像；/n对所述仪表画面图像，利用所述相机标定结果进行图像矫正，确定表盘图像；/n对所述表盘图像进行灰度转换处理，确定第一灰度图；/n对所述第一灰度图进行分段式线性变换处理，确定第二灰度图；/n对所述第二灰度图进行二值化处理，确定二值化图像；/n对所述二值化图像进行边缘检测与提取处理，确定表盘边缘图；/n对所述二值化图像进行形态学处理，确定指针直线图；/n对所述指针直线图...

【技术特征摘要】
1.一种基于视频信息的指针类仪表示数读取方法，其特征在于，所述方法包括：
对相机进行标定处理，确定相机标定结果；
用相机对指针类仪表进行监控拍摄，获得一组视频流；
根据预设的采集频率，对所述视频流进行帧截取，确定仪表画面图像；
对所述仪表画面图像，利用所述相机标定结果进行图像矫正，确定表盘图像；
对所述表盘图像进行灰度转换处理，确定第一灰度图；
对所述第一灰度图进行分段式线性变换处理，确定第二灰度图；
对所述第二灰度图进行二值化处理，确定二值化图像；
对所述二值化图像进行边缘检测与提取处理，确定表盘边缘图；
对所述二值化图像进行形态学处理，确定指针直线图；
对所述指针直线图进行霍夫变换处理，确定指针直线的点集；
根据所述表盘边缘图、所述指针直线图和所述指针直线的点集，以所述指针类仪表刻度盘中指针的轴心为原点，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴，建立仪表空间直角坐标系；所述仪表空间是指所述表盘边缘图和所述指针直线图中，所有像素点的点集；
以所述仪表空间直角坐标系中任一像素点为原点，其他像素点到所述原点的长度为模长，其他像素点和所述原点连线，与所述仪表空间直角坐标系X轴的夹角为角度，建立仪表极坐标系；
对所述仪表空间直角坐标系和所述仪表极坐标系，利用直角坐标系与极坐标系的转换关系，确定目标角度值；所述目标角度值为仪表指针与所述仪表空间直角坐标系X轴之间的角度值；
根据所述目标角度值、预设指针类仪表量程和预设指针类仪表指针偏转角度范围，获取所述目标角度值所属的指针区间，所述指针类仪表量程被预先划分为多个指针区间；
根据所述目标角度值所属的指针区间，确定所述仪表指针所指向的示数。


2.根据权利要求1所述的指针类仪表示数读取方法，其特征在于，所述对相机进行标定处理，确定相机标定结果，包括：
在平面上设置一个标定物，并通过相机从不同角度对所述标定物进行拍摄，得到多张标定物照片；
针对任一所述标定物照片，确定一组标定物角点；
根据若干组所述标定物角点，确定五个相机内参和六个相机外参；
对五个相机内参和六个相机外参，利用最小二乘法确定实际存在径向畸变下的相机畸变系数；
根据所述五个相机内参、所述六个相机外参和所述相机畸变系数，利用极大似然法进行优化，确定相机标定结果。


3.根据权利要求1所述的指针类仪表示数读取方法，其特征在于，所述对所述表盘图像进行灰度转换处理，确定第一灰度图，包括：
根据所述表盘图像，确定所述表盘图像上任意点处包含R、G、B三通道的像素值；
根据所述表盘图像上任意点处包含R、G、B三通道的像素值，确定第一灰度图。


4.根据权利要求1所述的指针类仪表示数读取方法，其特征在于，对所述第一灰度图进行分段式线性变换处理，确定第二灰度图，包括：
根据所述第一灰度图，确定所述第一灰度图感兴趣灰度区间和第一灰度图最大灰度值；
根据所述第一灰度图感兴趣灰度区间、预设第一灰度图所需感兴趣灰度区间、所述第一灰度图最大灰度值和预设第一灰度图所需最大灰度值，确定第二灰度图。


5.根据权利要求1所述的指针类仪表示数读取方法，其特征在于，对所述第二灰度图进行二值化处理，确定二值化图像，包括：
根据所述第二灰度图，确定第二灰度图各像素点的灰度值；
将第二灰度图各像素点分成两组，利用最大类间方差法确定最优二值化阀值；所述最优二值化阀值是指使得所述两组灰度值类间方差最大的灰度值；
对灰度值大于所述最优二值化阀值的像素点，和灰度值小于所述最优二值化阀值的像素点，进行像素点分类；
根据像素点分类，保留所述第二灰度图中含有表盘信息的像素点，抑制所述第二灰度图中含有背景信息的像素点；
根据所述含有表盘信息的像素点，确定所述二值化图像。


6.根据权利要求1所述的指针类仪表示数读取方法，其特征在于，所述对所述二值化图像进行边缘检测与提取处理，确定表盘边缘图，包括：
利用高斯滤波器，对所述二值化图像进行平滑处理，确定平滑处理图；

【专利技术属性】
技术研发人员：李仕林，赵旭，张崇亮，陈开维，王少飞，王先培，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53