[发明专利]一种多表盘指针式仪表的自动读数方法

摘要

本发明公开了一种多表盘指针式仪表的自动读数方法，包括建立指针式仪表所包括的N个表盘的基准图像Fbi、建立指针式仪表所包括的N个表盘的待测图像Fti、将表盘i的待测图像Fti与基准图像Fbi进行位置比对并计算表盘i的读数p这三个步骤；本发明通过将多个表盘的图像进行排序编号，再分别对每个表盘进行提取ROI、开运算、指针细化、Hough变换直线检测和仪表刻度计算，自动获取指针式仪表上每个表盘的示值，打破一张图像只能识别单个仪表的限制，节约图像采集时间和存储空间，从而提高图像识别效率，同时，本发明使用形态学运算对指针区域图像的减噪处理，并通过快速图像细化算法将指针区域图像进行细化，大大提高了仪表的自动读数精度。

主权项

1.一种多表盘指针式仪表的自动读数方法，其特征在于：包括以下步骤：A、建立指针式仪表所包括的N个表盘的基准图像Fbi，i＝1,2，……，N；基准图像Fbi的建立包括以下步骤：A1、将指针式仪表中的N个表盘的指针全部调整至零刻度位置，采集此时指针式仪表的图像；A2、将步骤A1所采集图像进行灰度和二值化处理，获取指针式仪表的零刻度二值图像；A3、利用OpenCV对零刻度状态二值图像中的N个表盘按照内轮廓大小进行编号，并依次确定每个表盘中指针转动的圆心坐标0i，i＝1,2，……，N；A4、基于表盘i的圆心坐标0i确定表盘i的感兴趣区域ROIi，获取表盘i的指针区域图像；A5、基于表盘i的圆心坐标0i，利用Hought变换提取步骤A4所得表盘i指针区域图像的直线lmini；A6、将指针式仪表中的N个表盘的指针分别调整至满刻度位置，依次采集每个表盘满刻度时指针式仪表的图像，获取表盘i的满刻度仪表图像；A7、将步骤A5所采集的表盘i的满刻度仪表图像进行灰度和二值化处理，获取表盘i的满刻度二值图像；A8、基于表盘i的圆心坐标0i，确定表盘i的感兴趣区域ROIi，获取表盘i的指针区域图像；A9、基于表盘i的圆心坐标0i，利用Hought变换提取步骤A8所得表表盘i的指针区域图像的直线lmaxi；A10、计算步骤A5所得直线lmini和步骤A9所得直线lmaxi之间的夹角作为量程夹角ai，基于零刻度状态二值图像的直线lmini、直线lmaxi和量程夹角ai构成表盘i的基准图像Fbi；B、建立指针式仪表所包括的N个表盘的待测图像Fti，i＝1,2，……，N；待测图像Fti的建立包括以下步骤：B1、将指针式仪表调整至工作状态，实时采集工作状态下的指针式仪表图像；B2、将步骤B1所采集图像进行灰度和二值化处理，获取指针式仪表的待测二值图像；B3、基于步骤A所得表盘i的圆心坐标0i，确定表盘i的感兴趣区域ROIi，获取表盘i的指针区域图像；B4、利用Hought变换提取步骤B3所得表盘i的指针区域图像的直线lti，基于待测二值图像的直线lti构成表盘i的待测图像Fti；C、将表盘i的待测图像Fti与基准图像Fbi进行位置比对，计算表盘i的读数p：首先，计算表盘i的待测图像Fti中的直线lti与基准图像Fbi中的直线lmini之间的夹角βi，然后，根据公式(1)计算待测图像Fti中指针的读数p：p＝Mi*βi/ai   (1)公式(1)中，Mi表示表盘i的量程。