[发明专利]基于物联网和机器视觉的指针式仪表示值自动识别装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及仪表示值识别领域，特别涉及一种基于物联网和机器视觉的指针式仪表示值自动识别装置及方法。

背景技术

目前，我国电力、石油、化工等行业仍大量地使用指针式仪表，特别是在一些特殊场合(如煤气站)。指针式仪表示值的识别主要由人工完成的，通过人工观测仪表表盘指针来读取示值，这种观测方法容易受到人的观测角度和观测距离等主观因素的影响，误差较大，且人工读数劳动强度大，效率低。在远程控制时，由于各基站和主站控制中心之间的信息通信效率较低，导致各基站不能实时地获得主站控制中心的指令，以及各基站识别出的仪表示值不能实时的反馈到主站控制中心。

物联网技术就是通过各种信息传感装置和技术实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集各种需要的信息，按照协议，把任何物品与网络连接，进行信息交换和通信，以实现对物品实时的监控和管理的一种技术。

机器视觉技术就是用机器系统代替人眼进行判断和测量。机器视觉系统是指通过摄像机等设备将要检测的目标转换成数字信号，并传送到对应的图像处理系统，系统根据要求进行检测，记录检测结果或者根据结果进行现场控制。机器视觉相对于人的视觉有很多优越性，比如非接触测量，具有较宽的光谱响应范围，能长时间稳定工作等。在图像处理时，本发明提出了基于混沌孤僻鱼人工鱼群算法进行图像处理的方法，该方法提出采用孤僻鱼的孤僻性实现人工鱼搜索方向的变异以避免早熟收敛，并将混沌搜索融入该改进算法，利用混沌搜索的随机性、遍历性来提高算法在局部区域的细搜能力，提高搜索精度。这些技术的应用，大大提高了示值的识别精度，降低了工人的劳动强度。

发明内容

本发明目的是为了克服人工读数劳动强度大、效率低以及误差大的问题，提供一种基于物联网和机器视觉的指针式仪表示值自动识别方法及装置，大大降低了工作人员读数的劳动强度，提高了读数的效率，有效保证了读数的准确性。

实现上述目的中基于物联网和机器视觉的指针式仪表示值自动识别的技术方案是：一种基于物联网和机器视觉的指针式仪表示值自动识别方法及装置，包括主站控制中心、网关和基站，所述基站通过GPRS或者GSM网络与网关实行通信连接；所述网关与主站控制中心连接，用于传递信息。

上述基站包括指针式仪表、有线摄像机、基站计算机和GPRS无线终端，所述有线摄像机位于指针式仪表表盘的正前方，所述有线摄像机和GPRS无线终端分别与计算机通信连接。

上述基站包括指针式仪表、无线摄像机、无线接收器、基站计算机和GPRS无线终端，所述无线摄像机位于指针式仪表表盘的正前方，与无线接收器无线连接，所述无线接收器和GPRS无线终端分别与基站计算机通信连接。

在上述技术方案中，基站还包括恒定光源，所述恒定光源位于指针式仪表表盘的前方及摄像机的一侧。

一种基于物联网和机器视觉的指针式仪表示值自动识别方法，包括以下步骤：

（1）设置待测指针式仪表量程M和单位，设置图像位置阈值T，利用摄像机拍摄待测指针式仪表的零时刻表盘图像，并将拍摄的表盘图像传输到基站计算机；

（2）基站计算机对步骤（1）所得的零时刻表盘图像进行图像算法处理；

（3）由步骤（2）所得的图像获取仪表零刻度线与图像水平基准线之间的夹角α，仪表满量程刻度线与图像水平基准线之间的夹角β，表盘中心的坐标位置，保存于基站计算机；

（4）主站控制中心向基站计算机发出仪表示值自动识别指令；

（5）基站计算机在接到控制中心的指令后，位于指针式仪表表盘正前方的摄像机拍摄仪表表盘图像，并将拍摄所得仪表表盘图像传输到基站计算机；

（6）基站计算机对所得仪表表盘图像进行图像算法处理；

（7）由步骤（6）所得图像获取仪表指针与图像水平基准线之间的夹角θ；

（8）由步骤（1）所得仪表量程M、步骤（2）所得夹角α与β、步骤（7）所得夹角θ、通过公式（1）计算仪表示值：