一种指针仪表示数读取方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供了一种指针仪表示数读取方法及其系统，该读取方法通过对待测指针仪表图像进行处理，得到正视表盘、指针转轴中心点、指针指向线、刻度数字及对应的刻度数字关键点；之后检测正视表盘上，分列于指针指向线两侧且距离指针指向线前端最近的两个刻度数字关键点，根据指针转轴中心点分别与两个刻度数字关键点之间连线所形成的夹角、该夹角被指针指向线分割形成的两个子夹角、以及该两个刻度数字关键点对应的刻度数字，通过局部角度法计算得到指针仪表的当前仪表示数。从当前仪表图像上就能获取计算仪表示数的关键信息，可以节省大量的人力和时间，能够适用于均匀刻度和非均匀刻度的仪表。度的仪表。度的仪表。

【技术实现步骤摘要】
一种指针仪表示数读取方法及其系统


[0001]本专利技术涉及指针仪表
，尤其涉及一种指针仪表示数读取方法及其系统。

技术介绍

[0002]指针仪表在日常生活与工业领域中有着十分广泛的应用，如何对此类仪表的示数进行高效、精确地自动读取十分重要。仪表示数读取主要分为仪表检测、表盘校正、指针定位、示数计算四个步骤，由于仪表所处环境、指针阴影以及仪表图像上无关信息干扰的影响，致使实现一种高效稳定且适用性广的仪表示数读取方法仍存在较大困难。
[0003]目前，对仪表示数的读取主要是通过深度学习的相关技术进行。基于深度学习的方法能适用于不同场景下的各类仪表，且具有较高的稳定性与实时性。但基于深度学习的方法需要大量的数据集来进行训练，而现有的公开数据集还没有专属于仪表类的数据集。因此该类方法需要大量的时间来制作数据标签。另外，现有的方法还存在难以只从当前待读取的仪表上来获取仪表示数的问题。比如在表盘校正过程中，往往需要一个同类型的正视仪表作模板，通过特征点匹配的方式进行校正。在示数计算过程中，需要人为输入仪表的量程，不能自动计算当前仪表的示数，且现有的示数读取方法往往适用于均匀刻度的仪表，对于非均匀刻度的仪表却不适用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种指针仪表示数读取方法及其系统，能够从当前仪表图像来获取计算仪表示数所需的关键信息，实现均匀刻度与非均匀刻度仪表示数的自动读取；且在制作数据集时无需大量精确的标注。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种指针仪表示数读取方法，该指针仪表示数读取方法包括：获取待测指针仪表图像；根据待测指针仪表图像，得到正视表盘、指针转轴中心点、指针指向线、刻度数字及对应的刻度数字关键点；检测正视表盘上，分列于指针指向线两侧且距离指针指向线前端最近的两个刻度数字关键点；检测指针转轴中心点，分别与两个刻度数字关键点之间连线所形成的夹角；检测夹角被指针指向线分割形成的两个子夹角；根据夹角、两个子夹角和两个刻度数字，计算指针仪表的当前仪表示数。
[0006]在上述的方案中，通过对待测指针仪表图像进行处理，得到正视表盘、指针转轴中心点、指针指向线、刻度数字及对应的刻度数字关键点；之后检测正视表盘上，分列于指针指向线两侧且距离指针指向线前端最近的两个刻度数字关键点，根据指针转轴中心点分别与两个刻度数字关键点之间连线所形成的夹角、该夹角被指针指向线分割形成的两个子夹角、以及该两个刻度数字关键点对应的刻度数字，通过局部角度法计算得到指针仪表的当前仪表示数。无需像现有技术一样，对一个同类型的正视仪表作模板，然后通过特征点匹配的方式进行校正的方式，人为输入仪表的量程进行示数计算。即本申请所示出的上述方法，无需先验信息，从当前仪表图像上就能获取计算仪表示数的关键信息，从而在制作数据集时无需大量精确的标注，可以节省大量的人力和时间。且本申请由于通过识别指针指向线
左右两侧的刻度数字关键点及刻度数字，然后利用局部角度法计算仪表示数，从而能够适用于均匀刻度和非均匀刻度的仪表。
[0007]在一个具体的实施方式中，根据待测指针仪表图像，得到正视表盘、指针转轴中心点、指针指向线、刻度数字及对应的刻度数字关键点包括：检测待测指针仪表图像中的表盘、指针转轴中心点、刻度数字及对应的刻度数字关键点；对刻度数字关键点进行椭圆拟合，得到拟合椭圆；根据指针转轴中心点、拟合椭圆和刻度数字关键点，得到正视表盘。利用当前仪表图像上的刻度数字关键点、指针转轴中心点即可实现对待测指针仪表图像的校正。无需像现有技术一样，对一个同类型的正视仪表作模板，然后通过特征点匹配的方式进行校正的方式，从而在制作数据集时无需大量精确的标注，可以节省大量的人力和时间。
[0008]在一个具体的实施方式中，根据指针转轴中心点、拟合椭圆和刻度数字关键点，得到正视表盘包括：采用透视变换校正算法，根据指针转轴中心点和拟合椭圆，将待测指针仪表图像中表盘上的所有点投射到假设表盘平面上；利用刻度数字关键点的对称性，采用旋转校正算法处理投射到假设表盘平面上的表盘，得到正视表盘。便于利用当前仪表图像上的关键信息，快速对待测指针仪表图像进行校正得到正视表盘。
[0009]在一个具体的实施方式中，根据待测指针仪表图像，得到正视表盘、指针转轴中心点、指针指向线、刻度数字及对应的刻度数字关键点还包括：检测正视表盘上，指针主干上的两个端点；根据两个端点，得到指针主干的中点；根据指针转轴中心点和指针主干的中点，确定指针的指向和指针指向线。便于利用当前仪表图像上的指针关键点信息，快速得到指针的指向和指针指向线。
[0010]在一个具体的实施方式中，根据指针转轴中心点和指针主干的中点，确定指针的指向和指针指向线包括：在正视表盘上建立直角坐标系；检测指针转轴中心点和指针主干的中点在直角坐标系上的坐标；根据指针转轴中心点和指针主干的中点的坐标，确定指针的指向；将指针转轴中心点和指针主干的前端点的连线作为指针指向线。利用指针转轴中心点和指针主干的中点在直角坐标系下的横纵坐标差异，便于快速准确地确定指针的指向。
[0011]在一个具体的实施方式中，在正视表盘上建立直角坐标系包括：以指针转轴中心点为原点，以正视表盘上最小刻度数字和最大刻度数字分别对应的刻度数字关键点连线的平行方向为x轴，在正视表盘上建立x
‑
y直角坐标系。便于在正视表盘上建立直角坐标线，同时还便于快速的根据指针转轴中心点和指针主干的中点的横纵坐标差异，确定指针的指向。
[0012]在一个具体的实施方式中，两个刻度数字关键点对应的刻度数字分别为：第一刻度数字、和大于第一刻度数字的第二刻度数字。根据夹角、两个子夹角和两个刻度数字，计算指针仪表的当前仪表示数包括：根据夹角、两个子夹角和两个刻度数字，采用如下公式，计算指针仪表的当前仪表示数value：
[0013]value＝V1+(V2‑
V1)
×
α1÷
α
[0014]其中，V1表示第一刻度数字；V2表示第二刻度数字；α表示夹角；α1表示两个子夹角中，和第一刻度数字对应的刻度数字关键点位于指针指向线相同侧的子夹角。以快速准确的通过局部角度法，计算得到指针仪表的当前仪表示数。
[0015]第二方面，本专利技术还提供了一种指针仪表示数读取系统，该指针仪表示数读取系
统包括：图像获取模块、检测和表盘校正模块、刻度数字关键点识别模块、夹角识别模块和示数计算模块。其中，图像获取模块用于获取待测指针仪表图像。检测和表盘校正模块用于根据待测指针仪表图像，得到正视表盘、指针转轴中心点、指针指向线、刻度数字及对应的刻度数字关键点。刻度数字关键点识别模块用于检测正视表盘上，分列于指针指向线两侧且距离指针指向线前端最近的两个刻度数字关键点。夹角识别模块用于检测指针转轴中心点，分别与两个刻度数字关键点之间连线所形成的夹角；还用于检测夹角被指针指向线分割形成的两个子夹角。示数计算模块用于根据夹角、两个子夹角和两个刻度数字，计算指针仪表的当前仪表示数。
[0016]在上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种指针仪表示数读取方法，其特征在于，包括：获取待测指针仪表图像；根据所述待测指针仪表图像，得到正视表盘、指针转轴中心点、指针指向线、刻度数字及对应的刻度数字关键点；检测所述正视表盘上，分列于所述指针指向线两侧且距离所述指针指向线前端最近的两个刻度数字关键点；检测所述指针转轴中心点，分别与所述两个刻度数字关键点之间连线所形成的夹角；检测所述夹角被所述指针指向线分割形成的两个子夹角；根据所述夹角、两个子夹角和所述两个刻度数字，计算所述指针仪表的当前仪表示数。2.如权利要求1所述的指针仪表示数读取方法，其特征在于，所述根据所述待测指针仪表图像，得到正视表盘、指针转轴中心点、指针指向线、刻度数字及对应的刻度数字关键点包括：检测所述待测指针仪表图像中的表盘、指针转轴中心点、刻度数字及对应的刻度数字关键点；对所述刻度数字关键点进行椭圆拟合，得到拟合椭圆；根据所述指针转轴中心点、拟合椭圆和所述刻度数字关键点，得到所述正视表盘。3.如权利要求2所述的指针仪表示数读取方法，其特征在于，所述根据所述指针转轴中心点、拟合椭圆和所述刻度数字关键点，得到所述正视表盘包括：采用透视变换校正算法，根据所述指针转轴中心点和拟合椭圆，将所述待测指针仪表图像中表盘上的所有点投射到假设表盘平面上；利用所述刻度数字关键点的对称性，采用旋转校正算法处理投射到所述假设表盘平面上的表盘，得到所述正视表盘。4.如权利要求2或3所述的指针仪表示数读取方法，其特征在于，所述根据所述待测指针仪表图像，得到正视表盘、指针转轴中心点、指针指向线、刻度数字及对应的刻度数字关键点还包括：检测所述正视表盘上，所述指针主干上的两个端点；根据所述两个端点，得到所述指针主干的中点；根据所述指针转轴中心点和所述指针主干的中点，确定所述指针的指向和所述指针指向线。5.如权利要求4所述的指针仪表示数读取方法，其特征在于，所述根据所述指针转轴中心点和所述指针主干的中点，确定所述指针的指向和所述指针指向线包括：在所述正视表盘上建立直角坐标系；检测所述指针转轴中心点和所述指针主干的中点在所述直角坐标系上的坐标；根据所述指针转轴中心点和所述指针主干的中点的坐标，确定所述指针的指向；将所述指针转轴中心点和所述指针主干的前端点的连线作为所述指针指向线。6.如权利要求5所述的指针仪表示数读取方法，其特征在于，所述在所述正视表盘上建立直角坐标系包括：以所述指针转轴中心点为原点，以所述正视表盘上最小刻度数字和最大刻度数字分别对应的刻度数字关键点连线的平行方向为x轴，在所述正视表盘上建立x
‑
y直角坐标系。
7.如权利要求1～6任一项所述的指针...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡秀军，时圣柱，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：