[发明专利]一种运用计算机视觉的表盘指针识别方法

说明书

本发明公开一种运用计算机视觉的表盘指针识别方法，首先定位表盘所在区域，然后校正表盘角度偏移，接着检测指针，最后读数。本发明提出将KCF跟踪算法运用到表盘区域的定位中，极大地提高了检测速率。另外在现有的指针识别算法中，读数时要求表盘水平放置，然后根据角度法求出示数。但实际上在摄像头捕捉的画面中表盘并不一定水平放置。本发明提出利用SURF校正表盘的角度偏移，解决了这一问题。

技术领域

本发明属于计算机视觉和图像处理技术领域，特别涉及一种通过计算机视觉实时跟踪抖动的表盘，并校正由于抖动造成的角度偏移，然后检测指针，显示读数的方法。

背景技术

在许多工厂中，用来检测设备工作状态的仪表大部分仍是指针式仪表。保证工厂设备安全运行的方法是依靠专门人员定期巡逻检查，发现仪表示数异常便采取紧急行动。这种方式使得巡逻人员的工作繁琐且效率低，并且由于人为的检查设备并不能在第一时间发现设备异常，便无法在第一时间采取行动。计算机视觉运用机器代替视觉器官来做测量和判断，将它运用到仪表检测中可以提高检测效率和自动化程度。通过摄像头捕捉表盘画面，在后台由计算机处理，实时检测表盘刻度，一旦异常立即采取紧急措施。在基于计算机视觉的表盘指针识别算法中，通常的做法是先在整幅图像中确定表盘所在区域，然后在表盘区域找到指针所在直线，最后进行读数。在确定表盘区域时，目前的做法有减影法、Hough圆变换法、基于canny算子的回转中心定位算法等。减影法要求两幅指针处于不同刻度的表盘图像严格对准，否则图像相减后会产生很多干扰区域；Hough圆变换法和canny算子定位法的计算量都过大，导致处理过慢，处理时间是0.4s-0.5s每帧，无法做到实时处理，而在实际运用中实时处理尤为重要。另外，在现有的指针识别算法中，最后一步读数时都要求表盘水平放置，从而利用角度法计算示数。但是实际应用中，表盘都会伴随机器的抖动而抖动，导致摄像头捕捉到的画面中表盘并不是水平放置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种运用计算机视觉的表盘指针检测方法，能够更好提高仪表检测中的检测效率和自动化程度。

本发明所采用的技术方案是：一种运用计算机视觉的表盘指针识别方法，包括以下步骤：

步骤1：定位表盘所在区域；

步骤2：校正表盘角度偏移；

步骤3：检测指针；

步骤4：读数。

本发明提出将Kernelized Correlation Filters(简称KCF)跟踪算法运用到定位表盘区域中，极大地提高了检测速率，平均0.05s每帧，能做到实时检测；并将SURF特征检测运用到校正表盘偏移中，使得在读数时不需要严格要求表盘水平放置，能够满足实际需求。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图；

图2为本发明实施例的定位表盘区域流程图；

图3为本发明实施例的表盘区域定位结果示例图；

图4为本发明实施例的校正表盘角度偏移示例图；

图5为本发明实施例的指针定位示例图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请见图1，本发明提供的一种运用计算机视觉的表盘指针识别方法，包括以下步骤：

步骤1：定位表盘所在区域；

由于机器的抖动，所以视频捕捉到的仪表也是抖动的。在视频的第一帧图像中，框定表盘所在区域，之后运用Kernelized Correlation Filters(简称KCF)算法跟踪表盘位置。