[发明专利]仪表图像识别方法及装置

说明书

本发明公开了仪表图像识别方法及装置，该方法包括标定阶段和识别阶段，标定阶段设定仪表模板并对仪表模板进行标定，识别阶段对仪表进行检测、获取特征匹配点、计算透视变换矩阵、进行透视变换、最后进行仪表识别。本发明采取以仪表模板为主的匹配检测方法，提高了算法的通用性，方便并减轻了现场部署时的标定工作；利用特征匹配的方法来注册检测图像，有效避免机器人定位误差造成的标定刻度在待检测表盘上的偏移，有效提高识别精度。优选的，仪表图像预处理采取图像增强操作和图像腐蚀膨胀相结合的方式，提高图像对比度，避免微分操作带来的颗粒状噪声；而仪表识别方法采取统计处理的方法，降低二值化后图像噪声带给识别精度的影响。

技术领域

本发明涉及电力、石油、化工等行业现场仪表的图像判读，尤其涉及仪表图像识别方法及装置。

背景技术

现有技术的机器人仪表图像识别方法存在以下问题。

首先，现场部署时的标定工作较为复杂繁重；

其次，机器人定位误差造成标定刻度在待检测表盘上产生偏移。

这些问题亟待解决。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供仪表图像识别方法及装置，旨在解决现有技术的标定工作复杂、机器人定位误差造成标定刻度偏移的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种仪表图像识别方法，包括：

模板设定步骤，接收图像采集设备检测到的指定采集位置的仪表图像；截取指定采集位置的仪表图像的表盘区域并缩放至标准尺寸，以缩放后的表盘区域作为仪表模板，并将仪表模板的图像称为模板图像；

仪表检测步骤，接收图像采集设备检测到的当前仪表图像；利用仪表模板在当前仪表图像上做模板匹配，确定表盘的位置及大小，并将当前仪表图像缩放至仪表模板的尺寸作为检测图像；

特征匹配步骤，对检测图像和模板图像分别提取特征，并进行特征匹配，获取一组特征匹配点；

矩阵计算步骤，利用特征匹配点计算检测图像和模板图像之间的透视变换矩阵；

透视变换步骤，利用计算出的透视变换矩阵对检测图像进行透视变换，将检测图像注册到模板图像上，并将注册后的检测图像称为待识别仪表图像；

仪表识别步骤，利用待识别仪表图像给出图像识别结果。

在上述实施例的基础上，优选的，所述特征匹配步骤中，对检测图像和模板图像分别提取sift特征。

在上述任意实施例的基础上，优选的，所述模板设定步骤后，还包括：

仪表标定步骤，在仪表模板上标记表盘的关键刻度位置及度数；

所述仪表识别步骤，具体为：

对待识别仪表图像进行预处理；

对预处理后的待识别仪表图像，根据仪表模板上标记的关键刻度位置，计算刻度点所在的圆弧及指针的旋转中心；根据刻度点所在的圆弧及指针的旋转中心计算各个关键刻度点对应的指针旋转角度；计算指针旋转角度中的最小度数和最大度数，并对最小度数和最大度数所确立的指针旋转范围做离散化；

针对离散化后的每个指针旋转度数，统计疑似指针点数；找出统计到的疑似指针点数中的最大值，并将最大值对应的指针旋转度数作为最终指针旋转位置；计算最终指针旋转位置在表盘圆弧上的点，根据临近该点的两个关键刻度位置所对应的指针旋转角度及度数计算最终指针度数，并将最终指针度数作为图像识别结果。

在上述实施例的基础上，优选的，所述对待识别仪表图像进行预处理的步骤，具体为：

利用增强算子对待识别仪表图像进行增强化处理；