[发明专利]一种仪表指针自动识别方法

说明书

本发明公开了一种仪表指针自动识别方法，首先采集仪表盘图像；确定刻度内圈圆弧的圆心和半径，然后仪表盘图像提取边缘处理，通过极坐标转换原理将将圆形仪表盘轮廊转换成矩形图像；按照前述方法读取指针在零刻度和偏转一定刻度的图像进行合成制作无指针矩形图像，采集待读数的仪表盘图像，按照前述步骤处理得到待读数矩形图像，将待读数矩形图像与无指针矩形图像采用减影法做减法差值，即得到待读数的仪表盘图像指针位置，根据仪表盘量程即可得到读数。该方法可有效识别指针式仪表的读数，改进了传统的距离法读数方式，且比以往使用Hough变换来查找直线的方式更加稳定可靠，有效的排出表盘内部存在字符与阻尼液等影响读数干扰因素。

技术领域

本发明涉及现场指针式仪表读数领域，具体涉及一种仪表指针自动识别方法。

背景技术

指针式仪表由于结构简单，维护方便，抗电磁干扰强，精度高等优点，是目前测试与控制系统中应用非常普遍的测量仪表。指针式仪表一般都没有数据线接口功能，对其读数采用肉眼识别易受到诸多人为因素的影响，检测效率低且精确度不高，特别是长时间持续判读，容易引起视觉疲劳，从而导致误差的产生；另外还有一些无法采用人工判读的场合。

发明内容

针对指针式仪表的现有问题，本发明的目的在于提出了一种仪表指针自动识别的方法，采集仪表盘图像；在仪表盘图像的指针圆点附近确定圆心，在内圈圆弧附近确定半径；

对图像进行边缘提取处理，将圆形表盘转换成矩形；制作无指针图像，对表盘刻度线进行重绘处理；找到指针区域，拟合成直线；根据拟合直线与基础刻度线位置关系来获得指针读数。该方法可有效识别指针式仪表的读数，改进了传统的距离法读数方式，且比以往使用Hough变换来查找直线的方式更加稳定可靠，即使表盘内部存在字符与阻尼液等干扰因素的的存在，仍可准确地找到指针位置，获得仪表读数。加入电子数显表作为参考，这样，可以达到快速校准指针式压力表的效果，大大提高工作效率。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种仪表指针自动识别方法，其特征在于，该识别方法包括以下步骤：

步骤一、采集仪表盘图像；

步骤二、对采集的仪表盘图像利用Canny边缘检测法提取边缘处理，得到刻度盘内圆弧具有单像素特性的仪表盘轮廊；

步骤三、确定刻度盘内圆弧的圆心坐标(u₀,v₀)，即为指针旋转中心；确定刻度盘内圆弧的半径R₀，即为指针旋转半径；

步骤四、通过极坐标转换方法，以刻度盘内圆弧的弧长为宽度w，以内圆弧的半径为高度h，将圆形的仪表盘轮廊转换为矩形图像；

步骤五、首先采集指针在零位置的图像一，按照步骤一至步骤四处理得到指针在零位置的矩形图像一，记为G₁＝(i₁,j₁)，i₁和j₁分别为矩形图像一的横坐标和纵坐标；

步骤六、然后采集指针偏转角度为的图像二，按照步骤一至步骤四处理得到指针偏转角度为的矩形图像二，记为G₂＝(i₂,j₂)，i₂和j₂分别为矩形图像二的横坐标和纵坐标，将矩形图像二中指针横坐标偏移的距离记为取矩形图像一后半部分和矩形图像二前半部分合并得到无指针矩形图像，记为i和j分别为合成后无指针矩形图像的横坐标和纵坐标；

步骤七、采集待读数的仪表盘图像，按照步骤一至步骤四处理得到待读数矩形图像，将待读数矩形图像与无指针矩形图像采用减影法做减法差值，即得到待读数的仪表盘图像指针位置，根据仪表盘量程即可得到读数。