[发明专利]基于图像处理的水表自动检测系统及其图像处理方法

说明书

本发明公开的一种基于图像处理的水表自动检测系统，包括水表，通过无线网络连接无线摄像模块，无线摄像模块连接主控芯片，还包括流量传感器，流量传感器连接主控芯片，主控芯片连接人机交互系统，主控芯片包括算法移植模块、无线通讯模块、复位模块和电源模块，电源模块包括超级电容和蓄电池。本发明还公开了一种图像处理的方法，首先主控芯片的算法移植模块对水表图像进行预处理，然后精准定位水表数据的读数区域，将定位出的读数区域的字符分割成单个字符，再提取得到13维特征向量，最后对提取的13维特征向量采用神经网络模型进行字符识别得到某一特定的识别数字矩阵。本发明公开的检测系统和图像处理方法方便统计水表数据和检测使用水量。

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，涉及一种基于图像处理的水表自动检测系统及其图像处理方法。

背景技术

水是人类不可或缺的一部分，每个人都需要使用水资源。在农村、城市旧民宅等地理环境复杂的区域中，传统的人工抄表方式，不仅需要耗费大量的人力资源与成本，抄表取得的水表数据还可能出现错误，造成水资源浪费的同时，甚至还会引起用户与自来水公司之间的纠纷。对于供水公司和用户来说，传统的抄表收费方式存在的弊病越来越突出，抄表收费难也成了供水公司经营管理上的问题，而且安装现有集成化的新型自动抄表系统并不适用且不经济，利用图像信息化和模式识别技术实现的自动化获取水表读数的方案，具有投资费用和运作费用低，抄表过程快速、高效、易操作等优点，不仅避免了漏抄、或者抄错数据等影响真实数据的问题，而且解决了因为数据错误而发生的供水公司和其用户之间的纠纷矛盾，同时也解决了安全隐患，其适应现代用户对用水缴费的新需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于图像处理的水表自动检测系统，解决了传统水表检测系统存在的漏抄、抄错数据和不方便控制流量的问题。

本发明的另一目的是提供基于图像处理的水表自动检测系统的图像处理方法。

本发明所采用的技术方案是，基于图像处理的水表自动检测系统，包括水表，水表固定安装在水管上，水表通过无线网络连接无线摄像模块，无线摄像模块连接主控芯片，水管内部还固定安装有流量传感器，流量传感器连接主控芯片，控芯片连接人机交互系统；

主控芯片包括算法移植模块、无线通讯模块、复位模块和电源模块，电源模块包括能量转换模块，能量转换模块包括固定安装在水管内部的发电机，发电机连接储能原件，储能原件连接超级电容和蓄电池。

流量传感器包括叶轮，叶轮固定安装在水管内部，叶轮的轴向与水管的轴向垂直、并且叶轮可绕叶轮的轴线转动，叶轮的轴向一端表面还安装有计数转盘，计数转盘表面固接有永磁铁片；流量传感器还包括干簧管A和干簧管B，干簧管A和干簧管B的位置靠近计数转盘。

人机交互系统包括液晶显示、EEPROM模块、预警模块和手机APP模块。

主控芯片采用单片机STM32F407。

本发明的另一个技术方案是，一种如上述的基于图像处理的水表自动检测系统的图像处理方法，具体包括如下操作步骤：

步骤1.主控芯片的算法移植模块首先对无线摄像采集模块采集的水表的图像进行灰度变换、图像去噪、二值化图像分割以及矫正图像尺寸，使水表图像只包含有两个灰度值，并且使图像矫正；

步骤2.算法移植模块将步骤1得到的水表图像进行字符区域定位，精准定位出水表数据的读数区域；

步骤3.将定位出的水表数据读数区域的字符进行分割得到水表数据的单个字符；

步骤4.对分割后的水表数据的单个字符中的整字字符，则采用粗网格法及线穿越次数相结合来提取数字字符的特征，针对分割后的水表数据的单个字符中的半字字符，根据其上下半字出现类型固定的特点，采用上下半字比例关系与整字特征相结合的方法来提取半字特征，从而提取得到13维特征向量；