一种指针式仪表读数方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种指针式仪表读数方法和系统，通过采用指针式仪表图像数据集进行仪表区域识别，生成初始仪表表盘图像。将初始仪表表盘图像进行刻度线分割，生成初始刻度线分割图像。分别将初始仪表表盘图像和对应的初始刻度线分割图像进行透视变换校准，生成目标仪表表盘图像和目标刻度线分割图像。采用目标刻度线分割图像进行辅助圆构建，确定刻度线倾角。采用最大连通域标记法和轮廓细化算法对目标仪表表盘图像进行指针倾角计算，生成指针倾角。采用全部刻度线倾角和全部指针倾角，确定指针式仪表图像数据集对应的仪表读数数据集。通过辅助圆可以高效地获得表盘最小值和最大值刻度线的倾角，鲁棒性强。鲁棒性强。鲁棒性强。

【技术实现步骤摘要】
一种指针式仪表读数方法和系统


[0001]本专利技术涉及仪表
，尤其涉及指针式仪表读数方法和系统。

技术介绍

[0002]指针式仪表具有抗震动、抗高温、抗磁干扰、使用寿命长、可靠性高等优点，故国内变电站依然大量装设。国内变电站中仪表设备的巡检方式以人工巡检为主，仪表的观测阅读采取肉眼观察和简单仪器拍摄方法，仪表数据信息采取手写记录方式，工作内容单调重复且劳动强度较大。此外，变电站多位于郊区旷野，在极端天气和设备辐射等恶劣条件下，巡检作业对巡检人员自身也存在一定的安全隐患。
[0003]随着信息技术的发展，采用巡检机器人代替人工进行巡检，极大地提高了变电站的自动化水平。对于巡检机器人获取的大量仪表图像，采用指针式仪表自动读数识别方法进行读数识别。该方法的识别流程大致分为仪表目标检测、表盘刻度分割和指针位置识别三个步骤。
[0004]传统的仪表目标检测方法主要为利用图像的梯度找到图像角点，然后根据角点检测结果与模版库的仪表图像进行特征匹配。但角点检测方法容易受图像噪声、环境遮挡因素影响。在刻度线分割和指针识别方面，采用霍夫变换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种指针式仪表读数方法，其特征在于，包括：获取指针式仪表图像数据集，采用所述指针式仪表图像数据集进行仪表区域识别，生成初始仪表表盘图像；将所述初始仪表表盘图像进行刻度线分割，生成初始刻度线分割图像；分别将所述初始仪表表盘图像和对应的初始刻度线分割图像进行透视变换校准，生成目标仪表表盘图像和目标刻度线分割图像；采用所述目标刻度线分割图像进行辅助圆构建，确定刻度线倾角；采用最大连通域标记法和轮廓细化算法对所述目标仪表表盘图像进行指针倾角计算，生成指针倾角；采用全部所述刻度线倾角和全部所述指针倾角，确定所述指针式仪表图像数据集对应的仪表读数数据集。2.根据权利要求1所述的指针式仪表读数方法，其特征在于，所述采用所述指针式仪表图像数据集进行仪表区域识别，生成初始仪表表盘图像的步骤，包括：采用所述指针式仪表图像数据集，构建模型训练集和模型测试集；分别采用所述模型训练集中各图像对应的表盘区域位置和表盘类型标签，构建所述图像对应的数据交换文件；采用所述模型训练集和全部所述数据交换文件对预设仪表区域识别模型进行模型训练，生成初始仪表区域识别模型；采用所述模型测试集对所述初始仪表区域识别模型进行模型测试，生成目标仪表区域识别模型；通过所述目标仪表区域识别模型对所述指针式仪表图像数据集进行目标识别，生成初始仪表表盘图像。3.根据权利要求1所述的指针式仪表读数方法，其特征在于，所述将所述初始仪表表盘图像进行刻度线分割，生成初始刻度线分割图像的步骤，包括：按照预设划分比例，将所述指针式仪表图像数据集划分为语义分割训练集和语义分割测试集；将所述语义分割训练集进行掩码处理，生成标签图像集；采用多个变压器编码器模块作为编码器，多个卷积模块作为解码器，构建初始语义分割模型；采用所述语义分割训练集和所述标签图像集对所述初始语义分割模型进行模型训练，生成中间语义分割模型；采用所述语义分割测试集对所述中间语义分割模型进行模型测试，生成目标语义分割模型；分别将所述初始仪表表盘图像进行高斯滤波和中值滤波处理，生成仪表表盘滤波图像；通过所述目标语义分割模型对所述仪表表盘滤波图像进行刻度线分割，生成初始刻度线分割图像。4.根据权利要求1所述的指针式仪表读数方法，其特征在于，所述分别将所述初始仪表表盘图像和对应的初始刻度线分割图像进行透视变换校准，生成目标仪表表盘图像和目标
刻度线分割图像的步骤，包括：将所述初始刻度线分割图像的全部像素点坐标代入预设椭圆方程进行求解，生成拟合椭圆中心；采用所述拟合椭圆中心和所述初始仪表表盘图像进行透视变换计算，生成透视变换矩阵；采用所述透视变换矩阵对所述初始仪表表盘图像和对应的初始刻度线分割图像进行校准，生成目标仪表表盘图像和目标刻度线分割图像。5.根据权利要求4所述的指针式仪表读数方法，其特征在于，所述采用所述目标刻度线分割图像进行辅助圆构建，确定刻度线倾角的步骤，包括：将所述拟合椭圆中心作为圆中心，按照第一预设半径构建辅助圆；将所述辅助圆按照预设旋转起始点和旋转标准进行旋转，构建辅助圆列表；分别将所述辅助圆列表中各旋转点与所述圆中心，构建所述旋转点对应的线段；采用全部与所述目标刻度线分割图像有交集的所述线段，构建辅助圆交集列表；计算所述辅助圆交集列表中的表盘最小值和最大值刻度线之间的倾角，生成刻度线倾角。6.根据权利要求4所述的指针式仪表读数方法，其特征在于，所述采用最大连通域标记法和轮廓细化算法对所述目标仪表表盘图像进行指针倾角计算，生成指针倾角的步骤，包括：将所述目标仪表表盘图像进行灰度转换并采用最大类间方差法进行二值化，生成二值图；将所述拟合椭圆中心作为圆中心，按照第二预设半径构建圆形掩码图像；将所述二值图和所述圆形掩码图像进行同位相乘，生成内表盘二值图；将所述内表盘二值图进行形态学开运算，生成连通域坐标列表，并将所述连通域坐标列表中的最大连通域作为指针轮廓图像；采用轮廓...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹浩立，周熺，吴建光，黄汉生，黄德华，黄磊，董朕，李凯，谢浩南，梁炳，王征迪，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司肇庆供电局，
类型：发明
国别省市：