[发明专利]同轴特殊指针仪表的指针识别方法

说明书

本发明公开一种同轴特殊指针仪表的指针识别方法，通过构建特殊形状指针的掩膜，并对采集仪表表盘图像利用图像处理技术进行扇形截取，从而自动识别出仪表表盘内的指针。本发明实现了仪表指针识别的自动化处理，且不再局限于对有直线特征的细长的针状指针进行识别，对特殊仪表特殊形状的指针也可以准确识别，提高了工作了效率，减少了人为主观误差因素。

技术领域

本发明涉及计算机图像处理技术领域，具体涉及一种同轴特殊指针仪表的指针识别方法。

背景技术

指针仪表由于其结构简单，维护方便，成本低等优点，被广泛应用于监测压力、电压和电流等各种物理参数的指针式仪表。利用计算机图像处理技术对指针式仪表进行识别和读数，能够直接将实体化的指针式仪表的读数转变为电子化的数值记录，从而有效减轻使用者的工作量，提高工作效率，减少主观性误差因素。

专利申请号为201510066208.8，专利名为《一种鲁棒的指针式仪表读数自动识别方法》和专利申请号为201710532391.5，专利名为《基于机器视觉系统的指针式仪表读数识别测量方法》利用hough变换直线检测原理来检测仪表中的直线，即检测仪表中的指针与刻度，以此完成指针识别和读数(参见专利201510066208.8,201710532391.5)。此类方法(即方法一)利用hough变换直线检测原理，容易监测到表盘内的干扰线条，并且难以克服表盘内各类线条的干扰，对表盘本身和对表盘的拍摄环境的要求较高。hough变换检测的原理是基于细长的针状指针的直线特征进行识别的，然而对于非针状的特殊形状的指针，难以提取直线特征，用hough变换直线检测的方法难以实现非针状的特殊形状的指针定位与分类。

专利申请号为201110030847.0，专利名为《一种用于识别多个指针式仪表表盘信息的机器视觉方法》对图像中含有的多个指针式仪表表盘进行定位标记再对多个指针式仪表表盘图像中仪表表盘的分割，借鉴人眼视觉的跳跃搜索指针和借鉴人眼视觉注视特性提取仪表盘中的指针特征(参见专利201110030847.0)。此类方法(即方法二)确定图像表盘所在区域后，对图像中的指针手动分割出来，对指针的检测分割需要人工参与，自动化程度、稳定性、可靠性不高，并且人工工作繁琐、数据处理量大，可能会发生指针漏检。并且最终也需要使用hough变换提取直线，有着与方法一同样的问题。

发明内容

本发明针对现有指针识别方法的局限性，提供一种同轴特殊指针仪表的指针识别方法，其能够准确识别特殊形状的指针，不限于有直线特征的针状指针。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

同轴特殊指针仪表的指针识别方法，包括步骤如下：

步骤1、获取仪表的各类不同形状指针的指针模板图像；

步骤2、利用摄像头采集彩色仪表表盘图像，并对该彩色仪表表盘图像进行预处理后，得到二值化仪表表盘图像；

步骤3、根据步骤2所得的二值化仪表表盘图像确定仪表表盘的轮廓圆，并进一步确定仪表表盘的圆心；

步骤4、以步骤3所确定的仪表表盘的圆心为圆心，以仪表表盘的指针轴心圆的半径为内圆半径，以仪表表盘的最短指针的长度为外圆半径为外圆半径，并以仪表表盘的指针扇形活动区域的角弧度为角弧度，构造扇形掩膜；

步骤5、利用步骤4所构建的扇形掩膜对步骤3所得到的二值化仪表表盘图像进行剪裁，最终得到二值化指针可活动区域图像；

步骤6、对二值化指针可活动区域图像进行均匀化扇形细分，得到若干个细分扇形图像，并统计每个细分扇形图像中所包含的白色像素点数；

步骤7、绘制细分扇形图像的角弧度与细分扇形图像所包含的白色像素点数对应关系图，并对该对应关系图进行平滑处理后，得到角弧度与白色像素点数的关系函数；