[发明专利]一种多表盘指针式仪表的自动读数方法

说明书

本发明公开了一种多表盘指针式仪表的自动读数方法，包括建立指针式仪表所包括的N个表盘的基准图像F_bi、建立指针式仪表所包括的N个表盘的待测图像F_ti、将表盘i的待测图像F_ti与基准图像F_bi进行位置比对并计算表盘i的读数p这三个步骤；本发明通过将多个表盘的图像进行排序编号，再分别对每个表盘进行提取ROI、开运算、指针细化、Hough变换直线检测和仪表刻度计算，自动获取指针式仪表上每个表盘的示值，打破一张图像只能识别单个仪表的限制，节约图像采集时间和存储空间，从而提高图像识别效率，同时，本发明使用形态学运算对指针区域图像的减噪处理，并通过快速图像细化算法将指针区域图像进行细化，大大提高了仪表的自动读数精度。

技术领域

本发明涉及仪器仪表自动监测系统术领域，尤其涉及一种多表盘指针式仪表的自动读数方法。

背景技术

指针式仪表由于结构简单、使用方便和易维护的特点，在各个工业领域有着广泛的应用。但是，指针式仪表需要人工进行现场的数值读取，但人工读数工作量大、效率低、误差高、读数精度易受工作环境等一些列不确定因素，已不能满足现代工业生产的需求。针对指针式仪表的自动读数问题，国内外的研究人员曾提出过包括中心投影法、减影法、模板特征法、最小二乘法等在内的一系列算法进行研究，其中中心投影法、减影法和模板特征法受图像拍摄环境的影响较大，鲁棒性能差，而最小二乘法计算量大，误差高，无法适用于实时读数的场合，另外，上述方法都只能对指针式仪表中的单个表盘进行读数，在读书过程中需要进行大量图像采集和存储工作，不仅效率低，而且需要投入大量人力物力。

发明内容

本发明的目的是提供一种多表盘指针式仪表的自动读数方法，能够同时对具有多个表盘的指针式仪表进行自动读数，打破一张图像只能识别单个仪表的限制，节约图像的采集时间和存储空间，从而提高图像识别的效率。

本发明采用的技术方案为：

一种多表盘指针式仪表的自动读数方法，包括以下步骤：

A、建立指针式仪表所包括的N个表盘的基准图像F_bi，i＝1,2，……，N；基准图像F_bi的建立包括以下步骤：

A1、将指针式仪表中的N个表盘的指针全部调整至零刻度位置，采集此时指针式仪表的图像；

A2、将步骤A1所采集图像进行灰度和二值化处理，获取指针式仪表的零刻度二值图像；

A3、利用OpenCV对零刻度状态二值图像中的N个表盘按照内轮廓大小进行编号，并依次确定每个表盘中指针转动的圆心坐标0_i，i＝1,2，……，N；

A4、基于表盘i的圆心坐标0_i确定表盘i的感兴趣区域ROI_i，获取表盘i的指针区域图像；

A5、基于表盘i的圆心坐标0_i，利用Hought变换提取步骤A4所得表盘i指针区域图像的直线l_mini；

A6、将指针式仪表中的N个表盘的指针分别调整至满刻度位置，依次采集每个表盘满刻度时指针式仪表的图像，获取表盘i的满刻度仪表图像；

A7、将步骤A5所采集的表盘i的满刻度仪表图像进行灰度和二值化处理，获取表盘i的满刻度二值图像；

A8、基于表盘i的圆心坐标0_i，确定表盘i的感兴趣区域ROI_i，获取表盘i的指针区域图像；

A9、基于表盘i的圆心坐标0_i，利用Hought变换提取步骤A8所得表表盘i的指针区域图像的直线l_maxi；