[发明专利]一种基于图像处理的粗指针表盘示数读取方法

说明书

发明提供一种基于图像处理的粗指针表盘示数读取方法。该方法包括滤波处理、寻找圆、边缘识别、寻找直线、直线聚类分析、筛选直线和读数等步骤。该方法解决了表盘粗指针识别精度不高，系统鲁棒性较低以及设备要求高的问题，可以应用于实际生产中。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别涉及一种基于图像处理的粗指针表盘示数读取方法。

背景技术

指针式仪表由于结构简单、价格低廉、维护方便以及抗电磁干扰能力强等特点，在社会生产行业中广泛使用。但是在实际生产中，由于天气、生产环境以及表盘安装位置等因素的影响，导致了人工读数存在读数难、精度低、易疲劳等问题。

自动读取表盘示数方案的核心是如何确定表盘指针线继而确定表盘的读数。当前表盘指针类型主要分为细指针和粗指针两类。这两类指针的特点不同，细指针前后两端粗细一致，识别难度在于特征不明显，而粗指针特征明显，识别难度在于指针的精度问题。

现有技术中，处理粗指针表盘示数读取的方案有基于霍夫变换的自动读取、基于霍夫变换找线段、基于最小二乘法找线段和基于剪影法找线段等方法。然而现有技术存对粗指针的识别精度不高、方法使用的环境要求高、系统的鲁棒性不足、容易受外界影响产生误差、所需要的设备的条件较高、制作成本高等不足。

因此，亟需开发一种粗指针表盘示数读取方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于图像处理的粗指针表盘示数读取方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种基于图像处理的粗指针表盘示数读取方法，包括以下步骤：

1)对待读取正面表盘的图片进行滤波处理，得到图像P。

2)基于霍夫变换寻找图像P中所有的候选圆。

3)将候选圆进行圆心位置及半径的均值处理，得到圆心c与半径r。

4)进行色值处理，得到图像P_n。

5)基于Canny算子对图像P_n进行边缘识别，得到图像P_c。

6)基于霍夫变化寻找图像P_c中所有候选线段。

7)基于K-means算法，对所有候选线段进行聚类处理。

8)根据圆心c距离线段的距离筛选步骤7)聚类得到的线段，自适应保存一定数量的线段。

9)基于线段附近像素点色值对步骤8)得到的线段进行筛选，留下近似指针线族。

10)对步骤9)中得到的近似指针线进行均值处理，得到指针线l_p。

11)基于图像坐标与表盘指针的关系，依据步骤10)得到的指针线l_p,输出最终的表盘读数。

进一步，步骤1)中，对于正面表盘的图片依次进行直方图均衡化处理、中值滤波和双边滤波。

进一步，步骤2)中，表盘图像的长度为l。表盘图像的宽度为w。基于霍夫变换累加器峰值检测方式来找圆的的筛选条件为圆的直径小于min{l,w}且圆完整地出现在表盘图像中。

进一步，步骤6)中累加器的阈值选取为圆的半径r。

进一步，步骤7)进行K-means聚类，聚类数目设置为2。根据直线的斜率及截距对所有保留直线进行聚类。

进一步，步骤8)中，当发现圆心到线段的距离出现突增的情况时停止，保留之前的线段。

进一步，突增比例为3～5。