[发明专利]一种基于旋转投射校准的配电室指针仪表读取方法

说明书

本发明提出了一种基于旋转投射校准的配电室指针仪表读取方法，首先通过图像的角度进行旋转校准，然后对固定标准特征变换算法进行了改进，增加了表盘区块分割、刻度、指针颜色特征提取和刻度拼接，可减少仪表表盘干扰条纹数据的影响，最后通过霍夫变换，提取指针数据。避免了角度、表盘污染等对识别精度造成的影响，实现了更加精确的自动识别。

技术领域

本发明属于计算机图像采集识别智能处理技术领域，具体地说，涉及一种基于旋转投射校准的配电室指针仪表读取方法。

背景技术

配电室是指带有低压负荷的室内配电场所，主要为低压用户配送电能，设有中压进线(可有少量出线)、配电变压器和低压配电装置。10kV及以下电压等级设备的设施，分为高压配电室和低压配电室。高压配电室一般指6kV－10kV高压开关室；低压配电室一般指10kV或35kV站用变出线的400V配电室，配电室内有大量指针式仪表。

仪表指针，是指用于仪表上指示数据的零部件。指针的功能就是以比较客观直接的方法指示复杂的数据结构。指针的结构一般是狭长的，一端尖，便于指示和读数。因为精确度是仪器仪表的主要性能之一，指针的这种设计和构造有利于提高仪器仪表的精度，减小误差。

配电室作为用能单位碳排放监测的关键环节，对其开展能耗在线监测的意义重大。通常情况下，配电室的有大量的电流、油温等指针仪表，而这些指针仪表不具备数据采集功能。若采用人工方式读取指针仪表，则会造成人力资源浪费、数据采集频度低等问题，不能满足政府对重点用能单位碳排放监测频度需求。近年来，随着信息技术的迅猛发展，配电室巡检机器人逐步替代人工进行指针仪表的图像读取工作，但如何准确读取读取指针仪表数据，至今仍然是一个难题。配电室巡检机器人在巡检时，每次拍摄指针仪表盘的视野角度存在变化，且指针仪表盘上干扰条纹影响，造成了配电室指针仪表识别准确度差。

目前的对仪表指针进行采取的现有技术主要有：

(1)通过双边滤波消除光照对指针仪表识别的影响，并采样全卷积网络识别图像中的指针仪表数据。

(2)通过颜色像素点的突变位置获取指针仪表盘的中心位置，通过颜色分割获取指针仪表的读数。

(3)通过支持向量机线性分类器对图像窗口特征进行分析，并通过图像灰度信息检测指针仪表数据。

(4)通过指针仪表盘分布直方图消除外界光线对图像读取的干扰，通过快速旋转(Oriented FAST and Rotated BRIEF,ORB)方法检测图像角点来实现仪表指针定位。

(5)通过卷积神经网络检测当前指针仪表图像边缘，在进行相机缩放修正图像的质量后，提取指针仪表读数。

但配电室巡检机器人在巡检时，每次拍摄指针仪表盘的视野角度存在变化，且指针仪表盘上干扰条纹影响，造成了配电室指针仪表识别准确度差。如：

(1)发明专利：一种基于智能巡检机器人的指针式仪表自动读数方法，

该方法主要实现的关键点是以指针仪表表盘为中心进行旋转，获得刻度、指针等信息。该方法的关键前提是指针仪表的中心点可以由指针中心位置确认。但实际上很多指针仪表指针机械机构在右下角或其它位置，单纯使用中心点确认无法获取中心点位置。也无参照获取的指针仪表偏移的角度。同时，仪表盘上有划痕等干扰条纹影响，会导致识别准确率下降，其并无处理技术。

(2)发明专利：一种指针表盘刻度的自动读取方法

该方法只考虑了刻度和指针读取，并未考虑到获取到仪表盘角度问题和仪表表面干扰划痕、污秽、季节性起雾的影响，如果角度存在倾斜和仪表表面干扰划痕，所读取的数据错误率高。

(3)发明专利：一种仪表指针关键点检测方法