[发明专利]一种全自动摄像式水表检定系统及其工作方法

权利要求书

1.一种全自动摄像式水表检定系统，其特征在于：该系统包括图像采集装置、水流控制装置和控制台；

所述图像采集装置，用于获取水表表盘的图像数据；图像采集装置包括摄像机、传输线及固定装置，使用时将摄像机通过固定装置固定于水表正上方，摄像机通过传输线与控制台连接，将拍摄的图像传至控制台；

所述水流控制装置，用于控制水流大小及水流阀门的开关；水流控制装置包括储水罐、与水管相连的电磁阀、控制电磁阀的串口继电器、称取储水罐质量的串口称重器，所述串口称重器和串口继电器与控制台连接，串口称重器将称取的储水罐的质量读数传至控制台；

所述控制台，用于控制串口继电器、获取串口称重器读数、处理摄像机传来的图像数据、存储各接收数据；控制台为一台至少包含两个串口的计算机。

2.一种如权利要求1所述的全自动摄像式水表检定系统的工作方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 

（1）检定员将待检定水表安装到检定台上，根据待检定水表的型号选择样板水表照片，选择指针类型，控制台根据样板水表照片、指针类型分别制作该样板水表的各个指针指向各个读数时的水表模板图片及其配置文件，该模板配置文件中包含样表指针形状代码、指针回转中心在图片中的坐标、表盘中心在图片中的坐标信息；在控制台上点击开始检定按钮，控制台启动检定程序；

（2）控制台向摄像机发出控制信号控制摄像机拍摄各个水表的表盘图像并传输至控制台，控制台获取水表的初始读数，同时控制台通过串口称重器获取储水罐质量读数；

（3）控制台向串口继电器发出控制信号控制其打开水管的电磁阀，储水罐开始储水，在水表通水转动过程中，通过摄像机和串口称重器实时获取当前水表读数与储水罐质量，当储水罐质量差达到设定值后控制台发出控制信号关闭电磁阀；

（4）控制台通过上述步骤获取的水表读数与储水罐质量数据计算水表误差，并存入数据库。

3.根据权利要求2所述的全自动摄像式水表检定系统的工作方法，其特征在于控制台获取水表读数的流程如下：

第一步，控制摄像机拍照，拍摄各个水表的表盘图像并回传至控制台；

第二步，对实时获取的水表表盘图像进行预处理，利用像素RGB值三个分量的比例关系识别出各个指针所在像素；

第三步，将经步骤二处理后的图像再进行开、闭运算，每个指针所在的连通域坐标与模板配置文件中的样表指针坐标做比较，得出连通域与指针的对应关系；

第四步，利用模板图片依次对每个指针进行模板匹配操作，分别得出各个指针读数，再综合得出实时待检定水表读数。

4.根据权利要求2所述的全自动摄像式水表检定系统的工作方法，其特征在于控制台计算水表误差的流程如下：

第一步，建立直角坐标系，横轴为拍摄水表图像时所对应的储水罐质量，纵轴为水表读数；

第二步，将水表通水过程中获取的每张图片所对应的储水罐质量和水表读数录入上述坐标系，形成一系列坐标点；

第三步，每一个坐标点都对应着一组通过该点的直线，如通过点                                                的直线方程可表示为  

                   

其中为原点到直线的距离，θ为直线的倾角，通过计算经过每个像素点的直线组，就可以在图像中找到一条包含像素点最多的直线，

在Hough变换操作中，Hough数组用来记录通过每个像素点的直线数目，将数组表示为一张方格图，方格图的x轴共有xcell个小格，y轴共有ycell隔小格，Hough数组的大小为

                 

x轴每个小格代表的每次采样直线所经过的角度间隔大小为

                  

方格图的y轴表示原点到目标直线的距离，每个小格代表的距离大小为1，

从图像的左下角，按照从左到右、从下到上的顺序进行逐点扫描，对于每个扫描到的坐标点按照斜率从minAngle到maxAngle每次加1，进行如下运算

   

       

其中是对进行取整操作后所得，angle为当前运算的角度，i和j分别为当前坐标点的横坐标和纵坐标，

接下来遍历Hough数组，按照数组值的大小找出得票最多的直线，则可获得直线的方程，设此直线方程式为，其中为斜率，则当前水表的误差为。