指针仪表读数的自动识别方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术涉及一种指针仪表读数的自动识别方法、系统及设备，其方法包括获取目标仪表盘图像，对目标仪表盘图像进行图像预处理后得到待识别图像，并识别出待识别图像中的表盘内轮廓线；根据表盘内轮廓线，对待识别图像进行透视变换后得到目标图像；识别目标图像中刻度盘像素，获取刻度盘彩色分区信息；识别目标图像中刻度盘上的指针角度，根据指针角度和刻度盘彩色分区信息，确定指针在刻度盘的读数。本申请能够实现自动读表的功能，并且准确性较高。

【技术实现步骤摘要】
指针仪表读数的自动识别方法、系统及设备
本申请涉及图像识别
，尤其是涉及指针仪表读数的自动识别方法、系统及设备。
技术介绍
目前，指针式仪表作为一种传统的计量仪器，在电力、化工等行业中有大量的应用。尤其是在电厂安装了各种油液冷却表，避雷器检测器等，但由于早期安装，且考虑设备的稳固性，常采用指针式仪表展示当前器材状态。指针式仪表的抄录需要人工完成，读数准确性受观察者主观影响，且受观察角度、观察距离、光照条件等外界因素影响，因此，现有的指针电表读数不方便，读数准确性受限，需要进一步改进。
技术实现思路
为了解决现有指针电表读数不方便，且读数准确性受限的问题，本申请提供一种指针仪表读数的自动识别方法、系统及设备。第一方面，本申请提供一种指针仪表读数的自动识别方法，该方法包括：获取目标仪表盘图像，对所述目标仪表盘图像进行图像预处理后得到待识别图像，并识别出所述待识别图像中的表盘内轮廓线；根据所述表盘内轮廓线，对所述待识别图像进行透视变换后得到目标图像；识别所述目标图像中刻度盘像素，获取刻度盘彩色分区信息；识别所述目标图像中刻度盘上的指针角度，根据所述指针角度和所述刻度盘彩色分区信息，确定指针在刻度盘的读数。可选的，对所述目标仪表盘图像进行图像预处理，将图像预处理后的图像作为待识别图像，并识别出所述待识别图像的表盘内轮廓线，包括：对所述目标仪表盘图像进行初步预处理，并对初步处理后的图像进行寻圆查找，获取表盘粗略轮廓线；对所述目标仪表盘图像进行正式预处理，将正式预处理后的图像作为待识别图像，并对所述待识别图像中的刻度盘进行定位查找，获取刻度盘的相对位置信息；对所述待识别图像进行椭圆拟合，并基于所述表盘粗略轮廓线和所述刻度盘的相对位置信息对拟合出的椭圆进行条件筛选，获取椭圆轮廓线，并将该椭圆轮廓线作为表盘内轮廓线。可选的，对所述目标仪表盘图像进行初步预处理，并对初步处理后的图像进行寻圆查找，获取表盘粗略轮廓线，包括：所述初步预处理包括均值模糊处理、去噪处理及灰度化；根据预设的霍夫变换函数对初步处理后的图像进行自动查找圆形范围，得到表盘粗略轮廓线；对所述目标仪表盘图像进行正式预处理，将正式预处理后的图像作为待识别图像，并对所述待识别图像中的刻度盘进行定位查找，获取刻度盘的相对位置信息，包括：所述正式预处理包括：灰度化、高斯滤波降噪、卷积模糊、边缘检测及形态学闭变换；根据预设的遮罩函数，从所述正式预处理后的图像中分离出刻度盘，确定刻度盘的相对位置信息，所述相对位置信息包括刻度盘的中心坐标及相对长度范围。可选的，根据所述表盘内轮廓线，对所述待识别图像进行透视变换，以矫正圆度误差，并将矫正后表盘内轮廓线内的图像作为目标图像，包括：提取所述表盘内轮廓线的椭圆长短轴的四个端点；通过透视变化将所述椭圆轮廓线长短轴的四个端点投影到变换到正圆上，以矫正拍摄角度带来的圆度误差。可选的，识别所述目标图像中刻度盘像素，获取刻度盘彩色分区信息，包括：识别所述目标图像中刻度盘像素，获取预设不同种类颜色的像素坐标数组；根据不同像素坐标数组，获取刻度盘彩色分区信息。可选的，识别所述目标图像中刻度盘像素，获取预设不同种类颜色的像素坐标数组，包括：通过预设的遮罩函数对目标图像中刻度盘进行分离；找到刻度盘中圆弧左右两个端点，通过仿射变换对目标图像中心进行旋转使刻度盘水平；对旋转后的图像进行刻度盘颜色分离，遍历各个颜色部分的像素坐标并采用数组存储。可选的，识别所述目标图像中刻度盘上的指针角度之前，所述方法还包括：查找通过所述刻度盘的左右两个端点和中点的圆，并确定圆心坐标和半径；遍历不同像素坐标素组，查找距离圆心最近和最远的点来确定指针的起点坐标和终点坐标。可选的，所述刻度盘彩色分区信息包括：刻度盘的左右两个端点坐标、不同彩色区域的分界点坐标以及分区级别，识别所述目标图像中刻度盘上的指针角度，根据所述指针角度和所述刻度盘彩色分区信息，确定指针在刻度盘的读数，包括：根据指针的终点坐标和所在分区的左右两个分界点，确定两个分界点与指针构成的两个角度；根据两个分界点与指针构成的两个角度，以及指针所在的分区级别，确定指针在刻度盘的读数；所述确定指针在刻度盘的读数之后，所述方法还包括：根据表盘内轮廓线椭圆长短轴之比，计算拍摄角度；根据所述拍摄角度和预设的拍摄方向角，确定最大补偿值和补偿方式，以得到修正后的指针读数；具体计算公式如下：I0＝I1+Δ×sinβ(2)Δ＝D×cotα(3)其中α为拍摄倾角；ma为表盘内轮廓线椭圆短轴长度；MA为表盘内轮廓线椭圆长轴长度；I0为表盘修正后的读数；I1为表盘修正前的读数；△为最大补偿值；β为拍摄方向角；D为指针距离刻度盘的垂直深度。第二方面，本申请提供一种指针仪表读数的自动识别系统，该系统包括：图像预处理模块，用于获取目标仪表盘图像，对所述目标仪表盘图像进行图像预处理后得到待识别图像，并识别出所述待识别图像中的表盘内轮廓线；矫正模块，用于根据所述表盘内轮廓线，对所述待识别图像进行透视变换后得到目标图像；彩色分区模块，用于识别所述目标图像中刻度盘像素，获取刻度盘彩色分区信息；计算模块，用于识别所述目标图像中刻度盘上的指针角度，根据所述指针角度和所述刻度盘彩色分区信息，确定指针在刻度盘的读数。第三方面，本申请提供的一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述指针仪表读数的自动识别方法的步骤。第四方面，本申请提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述指针仪表读数的自动识别方法的步骤。综上所述，本申请包括以下有益技术效果：通过将目标仪表盘图像进行图像预处理，得到待识别图像，便于提高后续识别精度，并识别出待识别图像中的表盘内轮廓线，从而便于找到主要识别区域；根据该表盘轮廓线，将所述待识别图像进行透视变换，从而矫正圆度误差，提高后续读数计算的准确性；通过识别所述目标图像中刻度盘像素，获取预设不同种类颜色的像素坐标数组，从而将刻度盘进行彩色分区，并且存储了刻度盘一些关键点的坐标信息，再根据指针的角度信息，从而可以计算出指针的读数，实现了自动读数的功能，高效、便利，且准确性高。附图说明图1是本专利技术提供的指针仪表读数的自动识别方法一实施例的方法流程图；图2是本专利技术提供的指针仪表读数的自动识别系统一实施例的原理框图。具体实施方式以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。本申请实施例公开一种指针仪表读数的自动识别方法，参照图1，该方法包括下述步骤：S1：获取目标仪表盘图像，对目标仪表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指针仪表读数的自动识别方法，其特征在于：所述方法包括：/n获取目标仪表盘图像，对所述目标仪表盘图像进行图像预处理后得到待识别图像，并识别出所述待识别图像中的表盘内轮廓线；/n根据所述表盘内轮廓线，对所述待识别图像进行透视变换后得到目标图像；/n识别所述目标图像中刻度盘像素，获取刻度盘彩色分区信息；/n识别所述目标图像中刻度盘上的指针角度，根据所述指针角度和所述刻度盘彩色分区信息，确定指针在刻度盘的读数。/n

【技术特征摘要】
1.一种指针仪表读数的自动识别方法，其特征在于：所述方法包括：
获取目标仪表盘图像，对所述目标仪表盘图像进行图像预处理后得到待识别图像，并识别出所述待识别图像中的表盘内轮廓线；
根据所述表盘内轮廓线，对所述待识别图像进行透视变换后得到目标图像；
识别所述目标图像中刻度盘像素，获取刻度盘彩色分区信息；
识别所述目标图像中刻度盘上的指针角度，根据所述指针角度和所述刻度盘彩色分区信息，确定指针在刻度盘的读数。


2.根据权利要求1所述的指针仪表读数的自动识别方法，其特征在于：对所述目标仪表盘图像进行图像预处理，将图像预处理后的图像作为待识别图像，并识别出所述待识别图像的表盘内轮廓线，包括：
对所述目标仪表盘图像进行初步预处理，并对初步处理后的图像进行寻圆查找，获取表盘粗略轮廓线；
对所述目标仪表盘图像进行正式预处理，将正式预处理后的图像作为待识别图像，并对所述待识别图像中的刻度盘进行定位查找，获取刻度盘的相对位置信息；
对所述待识别图像进行椭圆拟合，并基于所述表盘粗略轮廓线和所述刻度盘的相对位置信息对拟合出的椭圆进行条件筛选，获取椭圆轮廓线，并将该椭圆轮廓线作为表盘内轮廓线。


3.根据权利要求2所述的指针仪表读数的自动识别方法，其特征在于：对所述目标仪表盘图像进行初步预处理，并对初步处理后的图像进行寻圆查找，获取表盘粗略轮廓线，包括：
所述初步预处理包括均值模糊处理、去噪处理及灰度化；
根据预设的霍夫变换函数对初步处理后的图像进行自动查找圆形范围，得到表盘粗略轮廓线；
对所述目标仪表盘图像进行正式预处理，将正式预处理后的图像作为待识别图像，并对所述待识别图像中的刻度盘进行定位查找，获取刻度盘的相对位置信息，包括：
所述正式预处理包括：灰度化、高斯滤波降噪、卷积模糊、边缘检测及形态学闭变换；
根据预设的遮罩函数，从所述正式预处理后的图像中分离出刻度盘，确定刻度盘的相对位置信息，所述相对位置信息包括刻度盘的中心坐标及相对长度范围。


4.根据权利要求2所述的指针仪表读数的自动识别方法，其特征在于：根据所述表盘内轮廓线，对所述待识别图像进行透视变换，以矫正圆度误差，并将矫正后表盘内轮廓线内的图像作为目标图像，包括：
提取所述表盘内轮廓线的椭圆长短轴的四个端点；
通过透视变化将所述椭圆轮廓线长短轴的四个端点投影到变换到正圆上，以矫正拍摄角度带来的圆度误差。


5.根据权利要求1所述的指针仪表读数的自动识别方法，其特征在于：识别所述目标图像中刻度盘像素，获取刻度盘彩色分区信息，包括：
识别所述目标图像中刻度盘像素，获取预设不同种类颜色的像素坐标数组；
根据不同像素坐标数组，获取刻度盘彩色分区信息。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭钧，李天成，杜百岗，仝少聪，周圣文，李益兵，彭兆，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42