[发明专利]一种仪表指针刻度值计算方法

说明书

本发明属于仪表指针读数技术领域，具体涉及一种仪表指针刻度值计算方法，具体包括以下方法：1）、制作背景图；2）、通过模板图定位当前图；3）、对指针像素进行色彩训练；4）、当前图像指针像素提取；5）、指针连通区域分析；6）、指针边缘提取；7）、指针边缘直线拟合；8）、指针中线方程计算；9）、指针刻度值计算。本发明通过对当前图像中的仪表指针的像素提取以及连通区域分析、边缘提取、直线拟合、中线方程计算，实现了针对已知刻度值的刻度盘上的指针刻度值的快速计算，具有高效准确的特点，克服了人工读数的不足；本发明将对仪表生产和检定具有巨大的推动作用。

技术领域

本发明属于仪表指针读数技术领域，具体涉及一种仪表指针刻度值计算方法。

背景技术

对于一些行业的仪表，特别是准确度比较高的仪表的检验要求检定人员在每个需要检定的刻度上通过比较指针表的实际读数与标准电源的输出，之间的差异来分析被检定仪表的性能。然而由于人眼的分辨能力有限，当指针位于两刻度线之间时，只能粗略估计指针的位置，不能准确读取仪表的示数，这将直接影响了检定的准确程度。再者人的眼睛在大量的视觉工作之后会出现视觉疲劳，在检验测试工作中会出现疏忽和差错，若能及时发现改正这些差错，则要增加了重复劳动。如果不能及时发现，则有可能带来严重的后果。采用人工方式工作费时间、劳动强度大、检定效率低、检定误差大、可靠性差。针对人工方式检定的缺点,尽快研制出能够快速、准确、稳定的全自动指针式仪表检测系统，将对我国的仪表生产和检定起到巨大的推动作用。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷和不足，提供一种仪表指针刻度值计算方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种仪表指针位置精确检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、建立背景图：对指针处于每一个刻度时的所有图像逐像素分析亮度，将排序位置在中间的亮度值作为背景图中对应像素位置的亮度值，进而建立背景图；

在对指针进行自动检测时，仪表和相机的位置，都是静止的，仪表上的刻度盘、数字、图标等，都是静止不动的；但是在进行检测时，指针是运动的；可以利用这个特性，提高指针检测的效果；因此在检测之前，需要建立背景图，用于后续利用图像差提取指针，背景图的具体制作流程如下：

1.1)、改变指针的位置，拍摄指针处于表盘所有刻度位置的图像，表盘总共17个刻度，因此总共拍摄17张图像，拍摄过程中要保证相机的绝对静止；

1.2)、对指针处于表盘所有刻度位置的图像进行综合分析，建立背景图；

通过分析每张图像中指针像素位置对应的亮度值，并进行排序，将排序位置在中间的亮度值作为背景图中指针像素位置的亮度值，这里对17张图像进行分析；

2)、从背景图中选择仪表圆盘模板图，通过当前图和仪表刻度盘模板图的匹配，实现当前图的定位；

在系统的使用过程中，相机发生移动是很常见的现象，为了保证后续步骤，能够正确的执行图像减法的操作，需要先完成图像的定位，具体过程如下：

2.1)、模板图和当前图中心圆盘的外轮廓圆拟合；

2.2)、图像平移，使得圆心对齐；

2.3)、图像缩放，使得当前图圆盘半径与模板图半径一致；

2.4)、模板图和当前图中心圆盘底部直线提取，直线方向计算；

2.5)、图像旋转，使得当前图圆盘底部直线方向与模板图一致；

3)、在模板图中对指针像素进行色彩训练，并进行色彩训练结果的验证；

为了提高指针提取的质量，需要在模板图上，结合人工的方法，提取获取到指针色彩的大致范围，这个步骤称为“色彩训练”，具体步骤如下：