【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理，具体涉及一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法。
技术介绍
1、机械表被广泛应用于大中院校试验课程、各厂矿单位的设备实施中。比如：万用表、直流电流表、直流电压表等。而机械表的抄表主要依靠人工完成，由于实施现场分布远、表多、环境恶劣、煤粉尘多等不便，采用硬件设备对表针进行辅助监测不仅增加了实施成本，时间长了也很容易引起短路的现象。实现智能化机械表表针状态监测，对于降低人工维护成本，提高采矿安全生产有着举足轻重的意义。
2、现有的表针状态监测方法，一般是基于其他硬件或者基于网络传输的或者基于人工的检测方法。但是基于硬件的监测方法，当其应用于如煤矿井下等较为恶劣的生产环境时，极易被煤尘、泥污、油泥等影响，易发生误报、漏报等故障且硬件安装成本高，还需专职人员对其进行定期维护，使用的人力成本较高；基于网络传输的检测方法也只适用连网功能的表，然而并不是所有机械表都具备连网功能；而基于人工检测抄表的方法，存在人力成本高、速度慢的缺陷。
3、目前现有的机械表表针状态监测方法，虽然在一定程度上起到了监测管理作用，但由于井下的恶劣环境，用工成本高，存在着不同程度上的缺陷。因此，现需要一种采用非接触式检测、机器智能化检测、运行可靠、便于实施、维护成本低的基于图像处理的机械表表针读数检测方法。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，以解决现有技术中人工超表速度慢、成本高、不必便于实施的问题。
2
3、s1，读取机械表监控图像，判断该图像中是否含有表盘，对图像进行预处理操作，并获取表盘；
4、s2，对预处理后的表盘图像，根据表盘面积检测表针，从表盘的区域面积设立标志位判断当前图像中表针的指示状态；
5、s3，定义一个状态机，具体包括表盘上的刻度状态：负刻度、零刻度、正刻度，根据标志位及标志位的累加值判断当前表针的状态。
6、s4，将标志位和累加值相加，得到表针所指数值。
7、进一步地，步骤s1具体包括如下步骤：
8、s1.1，对图像灰度化：利用直方图均衡化来增强图像对比度，通过三个点拟合圆，使用中值滤波算法去除图像中文字和非表针所指的其他刻度对检测的干扰，进行腐蚀操作将图像黑色部分放大，去除白色点；运行开运算对图像先腐蚀后膨胀，对图像取反将图像中表针和刻度变成白色；
9、s1.2，对分离出的表盘，作为表针的检测区域，并对表针进行形态学处理，使用二值化算法将图像变成黑白效果，使用直线检测算法检测出表针，通过旋转中心求最大和最小刻度之间的夹角，通过旋转中心、刻度最小值、直线检测得到的表盘的零刻度和表针所指的刻度。
10、进一步地，步骤s2具体包括如下步骤：
11、s2.1，参数初始化，定义标志位为表盘零刻度，刻度临界值为1角度；
12、s2.2，利用hough算法计算表盘区域面积；
13、s2.3，利用sobel算子进行表盘刻度和表盘0刻度位置的检测；
14、进一步地，步骤s3具体包括如下步骤：
15、s3.1，参数初始化，定义标志位的累加值为0；
16、s3.2，定义一个状态机，具体包括四种状态：零刻度、负刻度、正刻度、其它位于负刻度和正刻度之间的刻度，并且最大为360；
17、s3.3，对状态机的参数初始化；
18、s3.4，根据标志位和标志位的累加值判断当前表针的状态。
19、进一步地，步骤s3.3具体包括如下步骤：
20、s3.3.1，定义一个状态偏移计数器和一个表针状态变量，通过状态机变换得到的表针状态信息，然后改变状态变量和计数器的值；
21、s3.3.2，定义一个特定的二值化阈值sthreshold；
22、s3.3.3，定义一个状态改变阈值，例如0～1度，用于表针状态报警判断。
23、进一步地，步骤s3.4具体包括如下步骤：
24、s3.4.1，读取预处理后的图像，根据标志位的值，对累加值进行累加，并获取改变的累加值：
25、若累加值等于0时，即当前图像中的表针为零刻度，累加值为0；
26、若累加值等于负值时，即当前图像中的表针为负刻度，范围为-180～0；
27、若累加值等于正值时，即当前图像中的表针为正刻度，范围为0～180；
28、s3.4.2，当累加值<1或<-1时，认为当前图像中的表针处于之前的状态，视为状态未改变；
29、s3.4.3，当累加值>-1且<-2时，认为当前图像中的表针状态改变，状态改变为负刻度，其改变量值为累加值；
30、s3.4.4，当累加值>1且<2时，认为当前图像中的表针状态改变，状态改变为正刻度，其改变量值为累加值。
31、本专利技术具有如下有益效果：
32、本专利技术通过图像处理技术，实现了对机械表的无接触检测，不会出现现有技术中因实施距离远、人工不方便等问题而影响检测结果的问题，摆脱了人力抄表的局限性，也减少了基于硬件检测的实施成本。
33、本专利技术利用利用直方图均衡化来对对比度进行调整，进而达到增强图像整体对比度的效果，提高图像质量。通过三个点拟合圆。使用中值滤波算法去除图像中文字和一些刻度对检测的干扰，进行腐蚀操作将图像黑色部分放大，进而达到去除白色点的作用。运行开运算对图像先腐蚀后膨胀，从而根据前景面积检测表盘，使目标检测更准确。
34、本专利技术不仅可以检测出表针的状态和零刻度状态，还可以将表的状态分为正刻度、负刻度和零刻度状态多种状态对其加以检测，并进行实时报数。
35、本专利技术采用比较完善的状态机机制，通过分析机械表盘图像，获取表针的当前状态信息，即时报出表针读数，以便工作人员采取相应措施。采用这种方法，不仅可以辅助相关人员更好的完成工作任务，也降低了人力成本，保障了生产安全，对于智能监控领域而言意义重大。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，其特征在于，步骤S3具体包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，其特征在于，步骤S3.3具体包括如下步骤：
6.根据权利要求4所述的一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，其特征在于，步骤S3.4具体包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，其特征在于，步骤s1具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的机械表表针读数检测方法，其特征在于，步骤s2具体包括如下步骤：
4.根据权利...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。