[发明专利]一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法

说明书

本发明涉及机器视觉技术领域，公开了一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，采用了机器视觉的方法通过仪表标定、获取正视图像、灰度处理、高斯降噪、边缘检测、确定指针坐标，最终计算出指针的偏转角度并且以数字方式给出，通过网口或者串口发送数据与电厂监测系统进行集成，实现高层次的应用，解决了传统指针式仪表读数无法与新安装的电气控制系统实现对接的缺陷，无需人工抄表也无需更换电气控制柜，且相比于现有的通过安装摄像头与图像处理设备来实现读数的方案相比，其算法更为科学合理，精确度更高。

技术领域

本发明涉及图像采集与识别技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法。

背景技术

目前风电厂电气控制柜部分仪表为传统的指针式仪表，该仪表无法通过网口或者串口发送数据与电厂监测系统进行集成，实现高层次的应用，目前指针式仪表的读书需要运行人员进行人工抄表，然而，风电厂风机分布广泛，电器设备众多，人工抄表存在周期长，成本高，实时性差的问题。目前更换电器柜，改用智能仪表，对电厂监测系统进行改造成本高，周期长，影响生产。基于此提出了一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，可以实现仅需通过加装视觉装摄像头便能实现仪表读数的智能识别，从而避免人工抄表或更换电气控制柜的问题。

2019年6月18日公开的中国发明专利公开了一种视觉数据智能读表方法，所述视觉数据智能读表方法包括以下设备：表头、半透镜、摄像头和处理器。该视觉数据智能读表方法，利用半透镜的方法不仅保证了现场人员的读数，而且可以通过图像采集的方法，获得实时的仪表数据。该发明专利虽然月也是通过摄像头设置传统指针式已标记下智能读数，将传统的指针式仪表采集到的指针读数转化成数字信号，但是，其采集方式是简单的加装摄像头拍摄指针图像，将图像传输给处理器，经过处理后得到数字信号形式的指针读数，但是此种方法非常依赖于摄像头拍摄到的照片的清晰度和处理器的图像处理能力，可靠性较差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明实施例提供一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，通过机器视觉技术实现了对传统仪表的智能读数，从而避免了人工抄表或者更换电气控制柜的问题。

(二)发明内容

本发明的实施例提供一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法，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；