[发明专利]基于机器视觉的指针式仪表读数识别方法及装置

权利要求书

1.一种基于机器视觉的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，包括：

采集待识别指针式仪表的完整表盘图像，在所述完整表盘图像的二维空间坐标系下建立指针所在直线的指针直线方程；

对所述完整表盘图像进行分割获得n个子图像，将n个子图像与特征数据库进行匹配，确定m个匹配子图像，并确定所述m个匹配子图像在所述二维空间坐标系下的中心像素坐标；所述特征数据库包括所述完整表盘图像的每一个整刻度处的整刻度图像及所述整刻度图像对应的指示数字；

当m不为0时，根据m个中心像素坐标，将最接近所述指针直线方程对应的直线的中心像素坐标对应的子图像所对应的指示数字，确定为最接近指针位置的指示数字；

将待检定整刻度线与所述待识别指针式仪表的表盘弧线的交点的像素坐标，确定为待检定点的像素坐标，并将所述待检定点的像素坐标转换为实际空间坐标；所述待检定整刻度线为所述最接近指针位置的指示数字的整刻度线；

控制图像采集设备移动至所述实际空间坐标处，采集所述待识别指针式仪表的最终表盘图像；

根据所述最终表盘图像，利用距离法获得当前所述待识别指针式仪表的读数。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，所述采集待识别指针式仪表的完整表盘图像，在所述完整表盘图像的二维空间坐标系下建立指针所在直线的指针直线方程的步骤，包括：

采集待识别指针式仪表的完整表盘图像；

在所述完整表盘图像所在的平面建立二维空间坐标系；

在所述二维空间坐标系中，获取所述完整表盘图像上指针所在直线上的v个坐标点；

从v个坐标点中随机获取w个样本点，利用所述w个样本点及残差平方和最小的原理，确定指针所在直线的指针直线方程。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，所述对所述完整表盘图像进行分割获得n个子图像，将n个子图像与特征数据库进行匹配，确定m个匹配子图像，并确定所述m个匹配子图像在所述二维空间坐标系下的中心像素坐标的步骤，包括：

利用图像金字塔模型对所述完整表盘图像进行分割获得n个子图像；

提取所述n个子图像的特征数据；

采用支持向量机训练分类器将所述n个子图像的特征数据与特征数据库进行匹配，确定m个匹配子图像；

根据所述m个匹配子图像在所述完整表盘图像中的位置确定所述m个匹配子图像在所述二维空间坐标系下的中心像素坐标。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，还包括：

当m为0时，平移所述图像金字塔模型的分割线，返回所述对所述完整表盘图像进行分割获得n个子图像的步骤。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，确定所述待检定点的像素坐标的方程式为：

其中，(x’，y’)表示所述待检定点的像素坐标，(a₀，b₀)表示所述待识别指针式仪表的所述表盘弧线的圆心坐标，r表示所述表盘弧线的半径，a_l和b_l分别表示所述待检定整刻度线的斜率和截距；

将所述待检定点的像素坐标转换为实际空间坐标的公式为：

其中，(x_p,y_p)表示实际空间坐标，f表示所述完整表盘图像的二维空间坐标系中的像素坐标对应实际空间坐标的距离。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，所述对所述完整表盘图像进行分割获得n个子图像的步骤之前，还包括：

采集待识别指针仪表中每一个整刻度处的整刻度图像，每一个所述整刻度图像中均包括一个完整的指示数字，并根据所述指示数字对每一个所述整刻度图像进行特征标记，建立所述特征数据库。