[发明专利]一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：仪表标定，以仪表盘的中心线为x轴，分别测量仪表的初始位置的刻度线与x轴正向的夹角θ₀，最大量程位刻度线与x轴正向的夹角θ₁，记录初始位置的刻度值V₀和最大量程刻度值V₁，根据以下公式来计算该仪表指针的单位偏转角度对应的仪表的刻度值Δ，则：

步骤二：获取正视图像，通过图像采集装置采集仪表的正视图像，存储备用；

步骤三：对步骤二中采集到的正视图像进行处理，将其转化至灰度空间；

步骤四：高斯降噪，对步骤三中经过灰度处理后的图像进行高斯降噪处理；

步骤五：图像边缘处理，设定区域阈值，通过边缘检测对高斯降噪后的图像的边缘进行精细化处理；

步骤六：确定指针所在直线的两个端点，通过对步骤五中处理过的图像进行直线检测确定指针所在的直线在参数空间中的坐标；

步骤七：确定指针的朝向，利用圆检测确定仪表盘的轮廓和圆心，根据步骤六中得到的指针的两个端点的坐标计算器到仪表盘圆心的距离，将距离仪表盘较远的端点确定为指针的针尖，此时可记指针尾端的坐标为(x₀,y₀)，记指针针尖的坐标为(x₁,y₁)；

步骤八：计算指针的偏转角度，利用三角函数计算指针的偏转角度θ_t；

步骤九：计算仪表盘读数，仪表盘读数为A，则A＝θ_t*Δ。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，其特征在于，所述步骤一中，进行仪表标定前需先对仪表盘上的仪表进行分组，全部相同类型的仪表为一组，即仪表组数与仪表类型数相同，分组完成后分别对每一组仪表进行标定。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，其特征在于，所述仪表采集装置为摄像头，所述摄像头安装于仪表盘上方，正对仪表盘设置。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，其特征在于，所述步骤四中高斯降噪选择的高斯卷积算子为大小为5*5。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，其特征在于，所述步骤六中直线检测包含以下步骤：

a)遍历图像轮廓点，计算出轮廓点与初始选取点的连线，转化到参数空间的特定的点；

b)通过累加器累加特定点的个数，同时累加器记录图像空间的点坐标；

c)当累加器达到最大值时，计算对应累加器下图像空间两坐标间的最大距离，并记录这两点；

d)设定最短距离阈值，过滤掉零星的线段，留下长度大于最短距离阈值的长的线段，从而确定指针所在的直线，并得到指针的两个端点。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，其特征在于，所述步骤七中采用了Hough圆检测来确定仪表盘的轮廓和圆心。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，其特征在于，所述步骤八中，记指针所在直线与x轴正向的夹角为θ_r，记指针所实际偏转角度为θ_t,则有：