[发明专利]基于模板匹配和限制连通域指针定位的指针表读数方法

说明书

本发明公开了一种基于模板匹配和限制连通域指针定位的指针表读数方法，包括以下步骤：步骤S1，对指针表图像进行预处理，包括以下步骤：步骤S10，输入待识别指针表图片，对待识别指针表图片进行灰度化和二值化处理，然后进行第一次透视变换矫正处理；步骤S11，对经过第一次透视变换矫正处理后的图片进行轮廓提取，得到三个表盘区域，将三个表盘区域排序，然后进行单个指针表盘的分割，得到单个指针表图片。所述基于模板匹配和限制连通域指针定位的指针表读数方法，针定位准确度高，稳定性好，指针读数更为精确，解决了现有指针表读数方法对指针定位不准确、读数偏差大的问题。

技术领域

本发明涉及指针表读数技术领域，尤其涉及一种基于模板匹配和限制连通域指针定位的指针表读数方法。

背景技术

随着智能电网的快速发展，配电房开关柜巡检机器人的应用越来越普遍。配电房开关柜巡检机器人能够代替巡检人员对开柜上的各个器件的工作状态进行识别和记录，并且可以根据工作人员设置定的相关条件对器件的异常工作状态进行告警提示，实现配电房的无人化值守，具备人力成本低、安全性高、巡检效率高和稳定性好等特点。由于开关柜巡检机器人的功能特性和运动特性，机器人手臂上的摄像头离开关柜柜面一般比较远(1.5m～2.0m之间)，加上运动产生的倾斜与抖动，外界环境变化的干扰等不良因素，机器人摄像头采集的柜面图片往往质量存在清晰度低、倾斜、光照不均匀的等问题。要基于计算视觉算法技术开发一套识别准确度高、识别效率高和识别稳定性好的多器件识别算法存在一定的挑战性。

目前，针对用计算机视觉技术实现指针式仪表示数的读取，对指针表的指针进准确稳定的检测定位是必不可少的一步。现有针对指针式仪表的大多数读数方法都是先对指针表图像进行简单常见的常规预处理（比如灰度化、阈值分割、轮廓提取和边缘提取等）来突显出指针的特征，然后直接用Hough直线检测算法从预处理后的指针表图片中定位出指针，接着通过计算指针的偏移角度来估算出指针表的读数。现有的方法尽管简单高效，容易实现，在相对稳定的环境下能够较准确地定位指针和获取读数，但是存在以下几个主要的问题：

（1）要求摄像头较近距离拍摄指针表，对拍摄位置倾斜的指针表容易出现读数偏差大或者不准确的问题；

（2）对指针表的指针容易出现定位不准确或者漏定位的问题，最终导致读数失败；

（3）使用Hough直线算法直接进行指针检测，容易导致指针定位不准确，影响后期的读数准确性。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种基于模板匹配和限制连通域指针定位的指针表读数方法，针定位准确度高，稳定性好，指针读数更为精确，解决了现有指针表读数方法对指针定位不准确、读数偏差大的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于模板匹配和限制连通域指针定位的指针表读数方法，包括以下步骤：

步骤S1，对指针表图像进行预处理，包括以下步骤：

步骤S10，输入待识别指针表图片，对待识别指针表图片进行灰度化和二值化处理，然后进行第一次透视变换矫正处理；

步骤S11，对经过第一次透视变换矫正处理后的图片进行轮廓提取，得到三个表盘区域，将三个表盘区域排序，然后进行单个指针表盘的分割，得到单个指针表图片；

步骤S12，对分割得到的单个指针表图片进行灰度化、二值化和形态学处理，然后进行第二次透视变换矫正处理；

步骤S2，进行指针精确定位，包括以下步骤：

步骤S20，使用模板匹配方法分别在步骤S12得到的结果图片上准确定位到指针根部区域，并确定指针根部区域的位置矩形框；

步骤S21，采用限制连通域初步定位指针；