[发明专利]一种双金属温度计视觉读数方法

说明书

本发明公开了一种双金属温度计视觉读数方法，该方法具体步骤如下：首先对事先采集的双金属温度计图像进行二值处理，然后提取轮廓并根据各轮廓的几何特征筛选获取刻度线平均长度，同时获取刻度线中心；根据刻度线平均长度与刻度线中心拟合得到的圆构建圆环形状的掩膜图像，获取包含所有刻度线和指针的局部的感兴趣区域图像；将感兴趣区域图像进行极坐标变换，获取变换后图像中的刻度线中心横坐标与指针中心横坐标，逐一比对找到指针左右刻度线并计算得到双金属温度计温度读数。该方法可以替代人工对双金属温度计示值进行自动读取，提高了读数精度和读数效率。

技术领域

本发明涉及一种双金属温度计读数方法，尤其涉及一种计算机视觉领域中基于图像处理技术的双金属温度计自动读数方法。

背景技术

双金属温度计是一种适合中、低温测量的计量仪表，具有防水、耐震动、易读数、无汞害、价格低廉等优点，广泛应用于各行业中。双金属温度计把两种线膨胀系数不同的金属组合在一起，一端固定，当温度变化时，两种金属热膨胀不同，带动细轴上的指针产生角度变化，在标度盘上指示对应的温度。

人工读取双金属温度计指针所指向的温度示数是传统的读数方法，但由于工业流程中通常有大量的双金属温度计待读数，且双金属温度计的分度值大，长时间的人工主观读数容易导致读数精度低、读数时间长等多种问题。而且，当今世界对这些信息的处理方式也要求有更多的智能化功能，尽量减少人工的干预，提高自动化程度和工作效率。但到目前为止，国内外对双金属温度计的视觉读数方法的研究成果非常少。

发明内容

针对背景技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于图像处理技术对双金属温度计示数进行自动读取的方法，提高读数效率和读数精度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种双金属温度计视觉读数方法，具体按照下述步骤实施：

步骤1：对原始图像进行图像二值化处理。

步骤2：获取标度盘上的短刻度线，并计算短刻度线的中心和平均长度。

步骤3：构建掩膜图像并获取感兴趣区域图像。

步骤4：对感兴趣区域图像进行极坐标变换并获取刻度线区域图像。

步骤5：在刻度线区域图像中获取刻度线中心横坐标、指针中心横坐标以及指针左右相邻的两条刻度线。

步骤6：根据温度计的分度值、温度计量程下限值以及指针与各刻度线的位置关系计算得到温度计读数。

与背景技术相比，本发明的增益效果为：

1.本发明利用温度计标度盘上刻度线的几何特征提取包含局部指针和刻度线的感兴趣区域图像，不需要提取整个指针，也不需要提取指针的旋转中心，提高了感兴趣区域图像的提取效率。

2.本发明对提取的包含局部指针和刻度线的感兴趣区域图像进行极坐标变换，将指针在刻度线间的角度比例关系转换为指针在刻度线间的间距长度比例关系，可有效解决指针旋转中心定位不准引起的刻度线角度以及指针角度误差大对温度计读数结果影响较大的问题，提高了读数精度。

3.本发明只需提供温度计量程的下限值也就是第一个主刻度线的刻度值以及温度计的分度值，不需要对刻度值进行字符识别就可读取温度计温度示数，可简化读数方法的流程，提高了读数效率。

附图说明

图1是本发明的双金属温度计读数识别整体流程图。

图2是本发明的待进行读数识别的双金属温度计原始图像。

图3是本发明的预处理后的双金属温度计二值图像。

图4是本发明的初选刻度线图像。

图5是本发明的短刻度线及其中心图像。