[发明专利]一种基于数字图像处理的旋钮识别方法

权利要求书

1.一种基于数字图像处理的旋钮识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：于固定位置拍摄，获取区域图像；

S2：对区域图像进行预处理，获得去噪声图像；

S3：通过Hough圆检测在去噪声图像中找到旋钮图像，并确定旋钮的圆的半径r和圆心位置O；

S4：以圆心位置O为原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立平面直角坐标系；

S5：在步骤S3中确定的圆内，通过比较圆内的像素值的大小，确定指针白点所在位置；

S6：通过指针白点的坐标，计算旋钮旋转角度θ，从而确定旋钮的状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字图像处理的旋钮识别方法，其特征在于，所述步骤S1中的拍摄采用数码相机或摄像头；区域图像包括旋钮图像。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字图像处理的旋钮识别方法，其特征在于，所述步骤S2中的预处理，采用的方法依次包括：灰度直方图均衡、OTSU算法二值化、开运算、Canny边缘检测，从而获得特征、轮廓清晰的图像。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字图像处理的旋钮识别方法，其特征在于，所述步骤S3中的圆检测，包括以下步骤：

若存在圆形，其轮廓必定属于前景点；

将圆形的一般性方程转换成：(a-x)²+(b-y)²＝r²，

将该方程中的r值设置为旋钮的规定值，则可实现x-y坐标系转换到a-b坐标系，则x-y坐标系中圆上的一个前景点对应a-b坐标系的一个圆，x-y坐标系中圆上的所有前景点则对应a-b坐标系中很多圆相交于一点；

统计局部交点处圆的个数，取每一个局部最大值，可获得原图像中对应的圆形的圆心坐标O(a，b)。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字图像处理的旋钮识别方法，其特征在于，所述步骤S5中确定指针白点所在的位置，包括以下步骤：

在图像中找到平均亮度最高的区域，此处即为指针白点所在此区域，将此区域的中心点作为白点的坐标P(x₀，y₀)；

6.根据权利要求5所述的一种基于数字图像处理的旋钮识别方法，其特征在于，所述步骤S5中确定指针白点所在的位置，还包括去干扰，步骤为：

计算该坐标P(x₀，y₀)与圆心的距离，并与旋钮半径r作比较，若大于半径r，则该高亮点认为是干扰，舍去。

7.根据权利要求1所述的一种基于数字图像处理的旋钮识别方法，其特征在于，所述步骤S6中旋钮旋转角度的计算公式为：

根据角度θ，匹配该角度对应的旋钮模式，从而确定旋钮的状态信息。

8.根据权利要求1所述的一种基于数字图像处理的旋钮识别方法，其特征在于，应用于带旋钮的电气设备领域，包括电气仪表、电器柜。