[发明专利]一种用于巡检机器人的指针式仪表识别方法

说明书

本发明公开一种用于巡检机器人的指针式仪表识别方法，步骤是：采集仪表模板图片，从中选取标识点，将其坐标以及仪表参数保存作为模板配置文件；拍摄仪表照片，并在照片中确定标识点对应位置的坐标，采集仪表名称保存作为仪表配置文件；实际应用中，巡检机器人拍摄待识别仪表图片，读取对应仪表的仪表配置文件和模板配置文件，首先将待识别仪表图片与仪表模板图片进行SIFT匹配，然后计算变换矩阵，再投影至模板坐标，得到正面无偏斜仪表盘图片；对得到的正面无偏斜仪表盘图片进行识别处理，得到仪表读数。此种仪表识别方法可对巡检机器人拍摄的仪表图片进行矫正，提高仪表识别准确度，从而提高巡检机器人可靠性。

技术领域

本发明属于图像识别处理技术领域，特别涉及一种用于巡检机器人的指针式仪表识别方法。

背景技术

巡检机器人是提高智能化、自动化水平的重要设备之一，利用巡检机器人定点拍照功能，实现仪表自动识别与记录，能够有效规避人工读表存在的低效、误读误记、主观性等缺点，有效减少人工成本，提高读表效率。

目前对仪表自动识别有大量的研究，包括基于图像的指针式仪表读数自动识别技术、基于深度学习的指针式仪表读数识别技术、基于空间变换的指针式仪表读数识别技术，由于巡检机器人云台高度的局限性，使得拍摄仪表照片存在不同程度的偏斜，且巡检机器人底盘和云台均存在重复定位偏差，使得每次拍摄的图片有所差异，已有技术均难以完全克服由于上述情况所带来的读数误差。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种用于巡检机器人的指针式仪表识别方法，其可对巡检机器人拍摄的仪表图片进行矫正，提高仪表识别准确度，从而提高巡检机器人可靠性。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种用于巡检机器人的指针式仪表识别方法，包括如下步骤：

步骤1，采集仪表的正面无偏斜仪表盘图片，作为仪表模板图片，在仪表模板图片中选取标识点，将其坐标以及仪表参数保存作为模板配置文件；

步骤2，设置巡检机器人云台拍摄参数及巡检站点位置，以该参数及位置拍摄仪表照片，并在照片中确定步骤1中标识点的对应位置的坐标，采集仪表名称保存作为仪表配置文件；

步骤3，实际应用中，巡检机器人拍摄待识别仪表图片，读取对应仪表的仪表配置文件和模板配置文件，首先将待识别仪表图片与步骤1中的仪表模板图片进行SIFT匹配，然后计算标识点坐标与步骤2中对应坐标的变换矩阵，将进行了SIFT匹配的待识别仪表图片投影至模板坐标，得到正面无偏斜仪表盘图片；

步骤4，对步骤3得到的正面无偏斜仪表盘图片进行识别处理，得到仪表读数。

上述步骤1中，在仪表模板图片中选取的标识点共有4个，包括指针旋转中心和3个明显的刻度。

上述步骤3中，设4个标识点的坐标为(x01,y01)、(x02,y02)、(x03,y03)、(x04,y04)，步骤2中对应位置的坐标为(x11,y11)、(x12,y12)、(x13,y13)、(x14,y14)，则：

联立4个式子，得到8个方程组，求解得到变换矩阵

上述步骤1中，拍摄一张仪表的正面无偏斜的照片，裁剪为指定大小的只包含仪表盘的图片，以此作为仪表模板图片。

上述步骤1中，仪表参数包含仪表类型、单位，以及指针与水平夹角与量程对应关系。

上述步骤4的具体内容是：

步骤41，对步骤3得到的正面无偏斜仪表盘图片进行腐蚀、膨胀处理，然后进行二值化处理，将灰度图转化为黑白图；