[发明专利]一种仪表自动识别的方法和系统

说明书

本发明公开了一种仪表自动识别的方法和系统，属于图像处理技术领域，所述方法包括：采集仪表的图像；对图像进行畸变矫正；获取所述图像中表盘的圆心；基于霍夫变换、环向模板匹配或半径灰度匹配的方法，获取指针位置；定位表盘的刻度线，获得刻度线的位置；获取仪表的量程；根据指针、圆心、量程和刻度线，计算仪表读数。通过机器视觉的图像处理技术，识别仪表的圆心、指针、量程、刻度线，并计算出仪表的计数，以代替人工计数，从而提高识别效率和准确率，节约人力物力；避免了仪表模板匹配错误导致的读数错误。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种仪表自动识别的方法和系统。

背景技术

机械式仪表，如指针仪表广泛应用于石油、煤炭等各个加工领域，其具有抗干扰性强、防尘、防水、寿命长等优点，尤其是对于防火防爆的场合以及环境恶劣的场合，如电力、石油、化工等，指针仪表仍然是首选。

目前钻井队在井场对于钻井液摩擦力、泥浆泵压力、立管压力、钻压等参数进行测量的仪表均为模拟式指针仪表，需要操作人员定时读取、记录当前数值，一方面，容易出错并产生读数误差；另一方面，需要消耗大量的人力物力，读数效率低，误判率高。

目前的，仪表自动识别需要预选建立仪表模型库，将采集的图像与仪表模型进行匹配，以识别仪表的类型，再进行读数，但是仪表的种类较多，特征值较少，这种方法在模板自动匹配过程中易出现匹配错误，导致读数出现错误，通常需要人工校正模板，效率较低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种仪表自动识别的方法和系统，通过读取指针、圆心、量程和刻度线，计算仪表读数，避免了模板匹配错误的情况发生，以提高读数的准确性。

本发明公开了一种仪表自动识别的方法，所述方法包括：采集仪表的图像；对图像进行畸变矫正；获取所述图像中表盘的圆心；基于霍夫变换、环向模板匹配或半径灰度匹配的方法，获取指针位置；定位表盘的刻度线，获得刻度线的位置；获取仪表的量程；根据指针、圆心、量程和刻度线，计算仪表读数。

优选的，通过霍夫变换获取表盘圆心。

优选的，通过霍夫变换获取表盘圆心的方法包括：计算非零像素点在多个方向的梯度向量；对这些梯度向量的交点进行投票，选出票数最高的点作为圆心；基于所述圆心，对半径进行缩放，获取经过每个圆的点；基于点的数量，筛选出表盘圆，所述表盘圆包括表盘圆心。

优选的，获取表盘圆心的方法包括：计算图像纵向梯度，获取纵向梯度图；对所述纵向梯度图进行二值化操作后，提取轮廓；多次随机从所述轮廓上取三个点作圆，所述圆包括圆心和半径；将所述圆心的平均位置作为表盘的圆心。

优选的，获取刻度线位置的方法包括：获取图像的轮廓；

通过筛选条件对所述轮廓进行筛选，获得刻度轮廓，

所述筛选条件包括：轮廓的点密度大于第一阈值；宽高比为1:2-1:5；轮廓最小外接矩形的中心作为轮廓中心，轮廓中心与圆心的距离大于第二阈值；轮廓最小外接矩形的倾斜角度与轮廓中心与圆心连接线的倾斜角度差小于第三阈值；

将所述刻度轮廓的中心与圆心连线作为刻度线；

根据刻度线的角度，获取刻度线之间的最小夹角；

根据所述最小夹角补全或重绘刻度线，并获取刻度线的位置。

优选的，基于环向模板匹配，获取指针位置的方法包括：获取图像的匹配区域；以匹配区域的圆心为中心建立模板指针，逆时针方向遍历模板指针，每旋转一个角度生成一个子图；计算匹配区域与所述子图的相似度，并获取最相似的子图；将最相似子图的模板指针，作为图像的指针，并获取指针位置。