[发明专利]一种基于ARM平台的实时指针仪表识读方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号与信息处理技术领域，尤其涉及一种基于ARM平台的实时指针仪表识读方法及装置。

背景技术

指针式仪表是现代工业中的重要组成部分。因其高准确性、高可靠性与低成本，获得了广泛的应用。目前，仪表的数据主要依靠人工进行识读，精度差、间隔时间长、成本高昂。智能仪表识读方法可以利用图像分析算法实现仪表读数自动识别并传输至控制中心。

基于仪表识读的上述特点：它可以为政府或企业节省大量的人工费用，提高工作效率，降低企业成本。同时，还可以随时查看仪表读数，掌握设备运行状态，通过长期的数据搜集还可深入挖掘数据价值。

因此，现在许多政府部门或者企业开始接触指针仪表的智能识读。目前的仪表识读大多需要将指针仪表的数据传输至控制中心进行分析，大量的视图信息传输会造成网络带宽拥堵，增加信息传输成本，影响仪表识读系统的正常使用。

为解决现有仪表识读方法中存在的上述问题，本专利发明提供了一种新的、有效的解决方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于ARM平台的实时指针仪表识读方法及装置，实现仪表示数的远程实时读取，降低设备运维成本，帮助设备运维人员随时了解设备状态。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于ARM平台的实时指针仪表识读方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、预置表盘圆心、刻度起始点与仪表总量程信息；

步骤二、表盘图像采集，调用图像采集设备，将采集的图片转换到YCbCr色彩空间，通过亮度Y成分判断是否需要打开LED补光灯，调节镜头焦距，采集指针仪表表盘图像；

步骤三、表盘图像预处理，使用3×3的高斯模板对图像过滤，消除部分噪声；

步骤四、表盘图像二值化，将彩色图像转换为灰度图，利用最大类间方差法将灰度图像进行二值化操作，同时分割出指针区域；

步骤五、指针骨架提取，基于欧氏距离变换后，获得经过细化后的指针；

步骤六、指针提取，利用基于Hough变换提取直线的方法提取线段；

步骤七、获取指针读数，根据找到的指针与表盘起始位置的角度差，计算当前指针所指向的示数。

进一步地，所述步骤三消除部分噪声中使用2次高斯模糊来消除噪声影响。

1、进一步地，

2、步骤五中，基于欧氏距离变换后，获得经过细化后的指针方法如下：通过像素点8领域像素值的局部比较得到该像素点类型，并由此确定骨架点的候选点，根据像素点类型，状态为strong的点生长为骨架；在生长状态为weak的点时，凡由weak点生长出来的骨架分支触碰到骨架边缘，则将此骨架分支删除；凡是生长出来的骨架分支垂直于之前生成的骨架的，则将此骨架分支删除；由上述规则生长得到骨架点后，获得经过细化后的指针。

进一步地，所述步骤六具体为：只保留圆心至线段所处直线距离小于5个像素点的线段，比较所有符合条件的线段长度，选取最长的线段为指针。

进一步地，所述步骤七计算当前指针所指向的示数具体为：判断当次识读结果与前次识读结果的差值是否大于阈值，是则舍弃本次结果，否则输出本次识读结果。

一种基于ARM平台的实时指针仪表识读装置，包括依次连接的图像采集设备、图像处理设备、数据传输模块、远程平台或数据采集终端，其中

图像采集设备，用于采集指针仪表表盘图像；

图像处理设备，其仪表图像识读服务模块进行图像的预处理、图像二值化、指针骨架提取、指针提取、角度判断、结果识读，获得仪表当前示数；

数据传输模块，用于将处理后的图像数据采用标准通用接口传输至远程平台或数据采集终端；

远程平台或数据采集终端，用于接收处理后的图像数据，做后期数据的分析与利用。

进一步地，所述图像处理设备进行图像的预处理流程时，使用3×3的高斯模板对图像过滤，消除部分噪声，使用2次高斯模糊来消除噪声影响。

所述图像处理设备进行图像的指针骨架提取流程时，基于欧氏距离变换后，

通过局部比较并快速地确定骨架点的候选点，再生长得到骨架点。

进一步地，所述图像处理设备进行图像的指针提取流程时，利用基于Hough变换提取直线的方法提取线段，只保留圆心至线段所处直线距离小于5个像素点的线段，比较所有符合条件的线段长度，选取最长的线段为指针。