[发明专利]一种基于机器视觉的指针式仪表读数方法

说明书

本发明涉及一种基于机器视觉的指针式压力仪表读数方法，包括以下步骤：获取仪表标准模板图像和待读数仪表图像；使用匹配算法将待读数仪表图像与仪表标准模板图像进行匹配，得到校正待读数仪表图像；对校正待读数仪表图像进行去噪，对去噪后的校正待读数仪表图像进行阈值分割，得到去除背景的待读数仪表图像，并在去除背景的待读数仪表图像中定位出表盘边界圆所在位置；对去除背景的待读数仪表图像进行膨胀操作，得到指针图像；在指针图像中得到针尖坐标(x₁,y₁)和圆心坐标(x₂,y₂)；根据针尖坐标(x₁,y₁)和圆心坐标(x₂,y₂)得到指针角度位置，根据指针角度位置得到仪表读数。与现有技术相比，使仪表读数更精确。

技术领域

本发明涉及图像监测处理系统领域，尤其是涉及一种基于机器视觉的指针式仪表读数方法。

背景技术

在指针式压力仪表出厂检定环节，需要对仪表进行读数误差的检定和调校。目前主要通过人工手动进行仪表的加压，通过人眼观测读出仪表当前读数，对比高精度数字仪表的数值，计算出被测仪表的误差。通过这种人工的方式进行指针压力仪表的出厂检定，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。另外仪表在固定安装时未拧到位，用于采集仪表图像的相机没有正对着仪表，导致采集摄像头无法较好的对仪表盘进行精准的图像采集，采集到的仪表图像会存在一定的姿态误差。如何对产生姿态误差的仪表进行高效精准的仪表图像采集并且识别仪表的读数，是保障指针式压力仪表出厂高效准确检定的关键。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于机器视觉的指针式仪表读数方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于机器视觉的指针式仪表读数方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：获取仪表标准模板图像和待读数仪表图像；

步骤S2：使用匹配算法将待读数仪表图像与仪表标准模板图像进行匹配，得到校正待读数仪表图像；

步骤S3：对校正待读数仪表图像进行去噪，对去噪后的校正待读数仪表图像进行阈值分割，得到去除背景的待读数仪表图像，并在去除背景的待读数仪表图像中定位出表盘边界圆所在位置；

步骤S4：对去除背景的待读数仪表图像进行膨胀操作，得到指针图像；

步骤S5：在指针图像中得到针尖坐标(x₁,y₁)和圆心坐标(x₂,y₂)；

步骤S6：根据针尖坐标(x₁,y₁)和圆心坐标(x₂,y₂)得到指针角度位置，根据指针角度位置得到仪表读数。

所述步骤S2使用GMS栅格移动统计策略的特征匹配算法将待读数仪表图像与仪表标准模板图像进行匹配，其过程包括：

步骤S21：检测仪表标准模板图像和待读数仪表图像的特征点以及计算描述子；

步骤S22：将仪表标准模板图像的特征点和计算描述子分别与待读数仪表图像的特征点和计算描述子通过BF暴力匹配算法进行匹配；

步骤S23：将仪表标准模板图像和待读数仪表图像分别划分多个网格，保留正确匹配的特征点，计算得到仪表标准模板图像和待读数仪表图像之间的投影矩阵；

步骤S24：根据投影矩阵，得到校正待读数仪表图像。

所述正确匹配的特征点为周围正确匹配点个数大于阈值的特征点。