[发明专利]基于图像处理技术的冷水水表视觉检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种基于图像处理技术的冷水水表视觉检测系统，其特征在于：包括工业相机、光源、光源控制器、工控机、显示器，所述的光源分布在工业相机的两侧，左右中心对称，光源控制器与光源相连，工业相机的输出接工控机，光源控制器、显示器分别与工控机相连，所述的工控机包括图像预处理模块、图像识别模块、数据处理模块；图像预处理模块对工业相机采集的冷水水表表盘面图像进行预处理，去除表盘面图像的干扰；再送到图像识别模块，图像识别模块根据预处理之后的表盘面图像，识别指针所在位置，得到每个指针对应的刻度示数；数据处理模块对这些数据进行错误纠正和数据整合，得到一个完整的水表读数，然后分别计算常用流量、分界流量以及最小流量的检测误差，判断水表是否符合检测标，并送到显示器进行显示。

2.一种基于图像处理技术的冷水水表视觉检测方法，其特征在于，检测步骤如下：

1)在冷水水表常用流量、分界流量和最小流量测试开始前和测试结束后，利用图像集采模块分别采集冷水水表的表盘面图像；

2)图像预处理模块对表盘面图像预处理，去除表盘面图像的干扰；

3)图像识别模块根据预处理之后的表盘面图像，识别指针所在位置，得到每个指针对应的刻度示数；

4)数据处理模块对刻度示数进行错误纠正和数据整合，得到一个完整的水表读数，然后分别计算常用流量、分界流量以及最小流量的检测误差，判断水表是否符合检测标准。

3.根据权利要求2所述的基于图像处理技术的冷水水表视觉检测方法，其特征在于，所述步骤1)的具体步骤为：在进行冷水水表常用流量的检测时，图像采集模块在测试开始前和测试结束后的稳定状态下分别对表盘面进行图像采集工作，采集到测试开始前图像记为TS1-0和测试结束后图像记为TS1-1；在进行冷水水表分界流量的检测时，图像采集模块在测试开始前和测试结束后的稳定状态下分别对表盘面进行图像采集工作，采集到测试开始前图像记为TS2-0和测试结束后图像记为TS2-1；在进行冷水水表最小流量的检测时，图像采集模块在测试开始前和测试结束后的稳定状态下分别对表盘面进行图像采集工作，采集到测试开始前图像记为TS3-0和测试结束后图像记为TS3-1。

4.根据权利要求2所述的基于图像处理技术的冷水水表视觉检测方法，其特征在于：所述步骤2)的具体步骤为：采用加权平均的方式将表盘面图像转换成灰度图像，然后用中值滤波去除表盘面的噪声干扰，再根据图像灰度变化的范围通过线型比例灰度拉伸变换，对表盘面图像效果进行增强。

5.根据权利要求2所述的基于图像处理技术的冷水水表视觉检测方法，所述步骤3)的具体步骤为：定位表盘面图像中的数字区域边框区域，并计算此边框长边与水平轴的夹角，通过仿射变换对表盘面图像进行角度校正；然后，对表盘面图像中的子表盘区域进行定位，通过形态学操作识别出子表盘轮廓刻度的点集，对这些点集进行形态学处理排除干扰点，同时求取剩余点的中心坐标，根据识别出的刻度值中心坐标，使用最小二乘法进行初步拟合，将拟合的结果作为第二次拟合的迭代初始值，通过计算每个点到圆心距离绝对值的最小之和再次进行拟合，得到精确的子表盘圆心和子表盘的半径，此圆心亦是指针转动的轴心；最后，以指针转动的轴心为圆心，以0.8倍子表盘半径画一个圆，通过投影的方式计算出指针针尖的位置，计算指针转动轴心与指针针尖连线的角度，然后将角度换算成相对应的刻度值，按相同步骤，计算出其余三个指针所对应的读数。

6.根据权利要求2所述的基于图像处理技术的冷水水表视觉检测方法，所述步骤4)的具体步骤为：数据处理模块将图像识别模块计算出的四个指针刻度示数进行错误纠正和逻辑整合，得到一个完整的读数；其中常用流量测试开始前图像TS1-0的读数记为SZ1_0,测试完成后图像TS1-1的读数记为SZ1_1，常用流量的通水量记为SZ1，常用流量的误差为：分界流量测试开始前图像TS2-0的读数为SZ2_0，测试完成后图像TS2-1的读数为SZ2_1，分界流量的通水量记为SZ2，分界流量的误差为：最小流量测试开始前图像TS3-0的读数记为SZ3_0，测试完成后图像TS3-1的读数记为SZ3_1，最小流量的通水量记为SZ3，最小流量的误差为