[发明专利]一种仪表指针识别的检测算法

摘要

本发明公开了一种仪表指针识别的检测算法，采集待测仪表的彩色图像I；计算机读取待测仪表的彩色图像I；对彩色图像I进行灰度化处理，得到灰度图像I1；对灰度图像I1进行裁剪，得到裁剪后的图像I2；对裁剪后的图像I2进行二值化处理，得到二值化处理后的图像I3；对二值化后的图像I3进行指针查找，在I3图像中提取出指针，得到指针图像B1；再由直线拟合求出起始刻度刻度线的斜率，该方法以圆心为中心以x轴正向为起始线分别做顺、逆时针弧度扫描计算指针偏转的角度，再取两次所求得的偏转角度的角度平均值，然后根据该角度平均值以及上述求出的起始刻度线的斜率再做相应的数学计算便可得到指针所指的读数。该方法高效、精确度高，可以大批量的对仪表进行检定。

主权项

一种仪表指针识别的检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：采集待测仪表的彩色图像I；计算机读取待测仪表的彩色图像I；步骤2：对彩色图像I进行灰度化处理，得到灰度图像I1；步骤3：对灰度图像I1进行裁剪，得到裁剪图像I2；步骤4：对裁剪图像I2进行二值化处理，得到二值化处理后的图像I3；步骤5：对二值化处理后的图像I3进行指针查找，求出指针偏转角度d，提取指针图像B1；步骤6：由直线拟合求出起始刻度线的斜率k，根据步骤5中的指针偏转角度d以及斜率k得到指针的读数；返回步骤1；其中，步骤5的对二值化处理后的图像I3进行指针查找，求出指针偏转角度d，提取指针图像B1具体包括如下步骤：1)首先将二值化处理后的图像I3中的仪表表盘等分成400等份，每一份为一个圆心角极小的扇形，这些扇形均可近似成线，扫描从以表盘的中心为原点的x轴的正方向开始；2)在仪表表盘部分找出h1到h2之间黑色像素点最多的一个扇形；其中，h1代表仪表标有刻度的环状区域的外圆半径，h2代表仪表标有刻度的环状区域的内圆半径；具体操作如下：首先逆时针寻找，设点(x,y)是逆时针旋转到某一个扇形初始位置时位于h1和h2之间的点，其坐标x＝x0+r*cos(d1)，y＝y0‑r*sin(d1)，其中，r为该点所在位置到仪表表盘中心的距离，它是以h1为初始值，以步长1扫描，以h2为结束值的一变化值；d1为所检测的扇形的初始位置相对于x轴的正方向的逆时针旋转角度，从水平方向开始，以0.005*pi的步长扫描，到2*pi结束；x0、y0分别为仪表中心的横坐标和纵坐标；3)对于步骤2)中的每一步所到达的扇形区域，判断不同r值对应的像素点是否为黑色像素点，如果是，则认为该像素点为要找的像素点，将其对应的扇形区域中的黑色像素点个数sum加1；如此逆时针旋转一周，把每个扇形区域的黑色像素点个数分别赋给矩阵A1，然后寻找矩阵A1中最大像素点对应的扇形位置，矩阵A1中的列序号col1反映该扇形区域在仪表中的位置，然后根据序号col1计算角度d3＝2*pi/400*col1，400 表示仪表等分的份数；col1为A1中最大元素对应的列序号；d3为逆时针扫描得到的指针角度；4)按照步骤2)和步骤3)相同的方式，从x轴正方向开始，顺时针旋转到指针位置得到角度d4，计算顺时针查找出的指针的角度d5＝2π‑d4；然后计算角度d3和角度d5的平均值作为最终的指针角度d；5)定义一个全0图像矩阵B1，设(i，j)为二值化图像I3上的任一像素点的位置，将到圆心的距离大于外径h1和小于内径h2的像素点的灰度值赋值255；然后将指针角度d对应的指针位置上的所有像素点的灰度值赋值255，即得指针图像B1。