[发明专利]一种基于机器视觉的双指针仪表读数方法

说明书

本发明涉及一种基于机器视觉的双指针仪表读数方法，包括以下步骤：采集模板图并建模，对待识别仪表图进行特征检测，利用特征匹配获取待识别仪表图中目标区域定位；从目标区域中截取出表盘区域图；对表盘区域图预处理，查找读数指针区域，去除阴影；利用读数指针区域查找读数指针直线；根据建模时保存的指针颜色特征获取阈值指针图像；对阈值指针图像预处理，查找阈值指针区域，去除阴影；利用阈值指针区域查找阈值指针直线；利用投影法完成两根指针方向判断；利用角度法完成两根指针读数。该方法在表盘旋转、光照变化情况能够准确定位目标区域，能够适应图像中指针断裂、指针和文字粘黏情况，并且能够不受指针阴影干扰，具有较高准确率和稳定性。

技术领域

本发明属于计算机图像处理技术领域，涉及一种基于机器视觉的双指针仪表读数方法。

背景技术

在电力系统、工业测量系统等领域中，一些设备都配置了双指针仪表，用来表征设备的状态。双指针仪表是指有两根指针的仪表，其中一根指针作为读数指针，用于对仪表的当前值进行读数，另一根指针作为阈值指针，用以警告仪表的安全值上限或者下限。当读数指针超过阈值指针时，说明当前设备状态异常，需要工作人员做出相应的处理。

目前，双指针仪表的读数方法主要是人工读数方法，效率低，且长期读数会出现视觉疲劳，导致准确度降低。

发明内容

针对人工读数方法的不足，本发明提出一种基于机器视觉的双指针仪表读数方法。本发明在表盘有旋转、光照有变化的情况能够准确定位表盘区域，能够适应图像中指针断裂、指针和文字粘黏的情况，并且能够不受指针阴影的干扰，具有较高的准确率和稳定性。

本发明采用以下技术方案：

一种基于机器视觉的双指针仪表读数方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采集模板图，拍摄双指针仪表正视图作为模板图，对模板图进行建模，选取目标区域、排除区域、刻度点、指针回转中心点、读数指针、阈值指针，对目标区域进行特征检测，保存建模信息和特征信息；

步骤2：对待识别仪表图像进行特征检测，利用特征匹配技术完成待识别仪表图像和模板图之间的特征点匹配，获取待识别仪表图中目标区域的定位，并且将待识别的目标区域校准为模板图视角；

步骤3：利用建模信息获取目标区域与表盘区域的相对位置关系，从待识别的目标区域中截取出表盘区域图；

步骤4：对步骤3获取的待识别表盘区域图进行预处理，采用基于指针特征的查找方法在预处理后表盘区域图中查找并获取读数指针区域，并且对读数指针区域进行阴影去除；

步骤5：对步骤4获取的读数指针区域采用形态学方法获取读数指针的单像素边界，利用自适应直线检测方法获取读数指针边界线，进行直线筛选和合并，求角平分线得到读数指针直线；

步骤6：根据建模时保存的特征信息中的指针颜色特征，对步骤3获取的待识别表盘区域图进行颜色分析，获取阈值指针图像；

步骤7：对步骤6获取的阈值指针图像进行预处理，采用基于指针特征的查找方法获取阈值指针区域，并且对阈值指针区域进行阴影去除；

步骤8：对步骤7获取的阈值指针区域采用形态学方法获取阈值指针的单像素边界，利用自适应直线检测方法获取阈值指针边界线，进行直线筛选和合并，求角平分线得到阈值指针直线；

步骤9：对步骤4获取的读数指针区域和步骤7获取的阈值指针区域利用投影法完成读数指针和阈值指针的方向判断；

步骤10：对步骤5获取的读数指针直线和步骤8获取的阈值指针直线利用角度法完成读数指针和阈值指针的读数。