[发明专利]一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法

说明书

本发明涉及机载电子设备检测技术领域，具体为一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，具体步骤如下：步骤(1)俯仰角示数读取：包括静态测试读数和动态测试读数；步骤(2)倾斜角示数读取：包括静态测试读数和动态测试读数。本发明通过深度学习来检测表盘，并采用基于深度学习的关键点检测算法，提高了关键点的识别速度和检测精度，实现了地平仪示数的实时检测。提出了一种地平仪动态响应能力的检测方法，用于评价地平仪刻度盘和指针运动的均匀性和平稳性，实现了对仪地平仪刻度盘和指针运动状态的实时监测。提出了一种固定场景视频消抖算法，来改善相机画面的抖动问题，该算法兼顾稳定性、准确性和快速性。

技术领域

本发明涉及机载电子设备检测技术领域，具体为一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法。

背景技术

在指针式航空地平仪检维修中，对地平仪读数或刻度指示判别都是由人工完成的，维修人员通过人眼判读指针的位置来记录各种仪表的数据用于反映检测产品的工作运行状态，存在人工效率低下，人工读数精度低，稳定性差，数据存储和数据管理困难，不便于后期数据分析和故障预测等问题。随着机器视觉的发展，采用图像识别技术对地平仪示数进行自动读取，其核心技术包括表盘区域检测、指针提取与检测读数计算两部分，传统方法先检测表盘区域，然后进行指针线的提取，再计算读数的方式，检测效率低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法。将深度学习与传统方法相结合，将检测和识别合二为一，在检测到表盘区域的同时提取指针、数字刻度线等关键信息的位置，再计算读数，检测速度快、稳健性强、准确率高。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，具体步骤如下：

步骤(1)俯仰角示数读取：包括静态测试读数和动态测试读数；

步骤(11)静态测试读数：

先基于YOLOv3算法进行地平仪刻度线检测，实现地平仪俯仰角示数计算读取，然后基于地平仪动态响应能力检测方法，实现地平仪刻度盘运动的均匀性和平稳性检测；

步骤(12)动态测试读数：

先使地平仪处于振动状态，然后基于固定场景视频消抖快速算法消除振动影响实现地平仪俯仰角示数计算读取；

步骤(2)倾斜角示数读取：包括静态测试读数和动态测试读数；

步骤(21)静态测试读数：

先基于深度学习进行地平仪关键点检测，实现地平仪倾斜角示数计算读取，然后基于地平仪动态响应能力检测方法，实现地平仪指针运动的均匀性和平稳性检测；

步骤(22)动态测试读数：

先使地平仪处于振动状态，然后基于固定场景视频消抖快速算法消除振动影响实现地平仪倾斜角示数计算读取。

优选地，步骤(11)中基于YOLOv3算法进行地平仪刻度线检测具体为：

根据地平仪结构特点，将待检测的刻度线目标分为5类；通过Labelme对不同种类的目标进行标注，进行数据集的制作；再通过YOLOv3算法来进行模型训练，并通过YOLOv3算法来对不同目标进行识别提取。

优选地，步骤(11)中实现地平仪俯仰角示数计算读取具体为：

先将训练好的神经网络对地平仪的地平刻度线和天地刻度线等进行识别检测，对识别到的关键点进行圆心提取，并对刻度线进行中心点提取，再通过计算关键点圆心和不同刻度线中心线中点的距离得到俯仰角。

优选地，步骤(11)以及步骤(21)中地平仪动态响应能力检测方法具体为：