[发明专利]一种基于虚拟仪表的仪表精准读数方法及装置

权利要求书

1.一种基于虚拟仪表的仪表精准读数方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、拍摄待读数的仪表盘图像，在拍摄时使摄像头正对仪表盘、处于预设高度且距仪表盘预设距离；

S2、从拍摄得到的仪表盘图像中分离出指针图像；

S3、判断该仪表盘是否已预存对应的虚拟指针信息，若是则直接进入步骤S8，否则进入步骤S4；

S4、根据拍摄得到的仪表盘图像与分离出的指针图像，获取无指针的仪表盘图像，称为虚拟仪表图像；

S5、从虚拟仪表图像中，确定指针的旋转中心位置以及刻度区域两端的位置，并结合预设的仪表盘的量程及精度要求，将仪表盘图像中的刻度区域按角度均分生成多个刻度值位置；

S6、对应于多个刻度值位置，在虚拟仪表图像中生成多个虚拟指针，每个虚拟指针的一端均为指针的旋转中心位置，另一端分别指向对应的刻度值位置；

S7、获取每个虚拟指针的RGB直方图，储存作为该仪表盘对应的虚拟指针信息；

S8、获取步骤S2中得到的指针图像中的每个指针的RGB直方图；

S9、对于步骤S8中获取的任意一个指针的RGB直方图，将其分别与储存的虚拟指针信息中的每个虚拟指针的RGB直方图进行相似度对比，找到相似度最大的虚拟指针，则该虚拟指针对应的刻度值即为该指针的读数结果。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟仪表的仪表精准读数方法，其特征在于，步骤S2中，指针图像为原始仪表盘图像中的分离出的指针区域的图像；

步骤S4中，虚拟仪表图像为从原始仪表盘图像中分离出指针区域后，再通过像素填充算法填充被分离的部分得到的图像。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟仪表的仪表精准读数方法，其特征在于，步骤S1中，采用机器人来拍摄待读数的仪表盘图像，所述机器人包括移动平台(1)、定位拍摄系统及机械臂(2)；

所述机械臂(2)安装在在所述移动平台(1)上；

所述定位拍摄系统安装在所述机械臂(2)的末端；

所述定位拍摄系统包括摄像头、陀螺仪及激光测距传感器；

步骤S1中，在拍摄前，操控移动平台(1)及机械臂(2)的运动，并通过陀螺仪获取方位角，通过激光测距传感器进行测距，最终使拍摄时摄像头正对仪表盘、处于预设高度且距仪表盘预设距离。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟仪表的仪表精准读数方法，其特征在于，所述定位拍摄系统还包括外壳(3)、遮光板(4)与补光灯(5)；所述遮光板(4)的一面固定安装在所述机械臂(2)的末端，所述外壳(3)、陀螺仪、摄像头、激光测距传感器与补光灯(5)均固定安装在所述遮光板(4)的另一面；并且，所述陀螺仪、摄像头与激光测距传感器均位于外壳(3)内，所述外壳(3)外端开设若干个开口；所述补光灯(5)位于所述外壳(3)的外周。

5.根据权利要求3所述的基于虚拟仪表的仪表精准读数方法，其特征在于，步骤S1中，具体包括如下步骤：

S11、先使移动平台(1)运动至预设的坐标位置，并调整定位拍摄系统的角度至预设值α0，使激光测距传感器发射的激光角度与仪表盘的盘面垂直；

S12、调节定位拍摄系统的位置，使仪表上盘的激光光斑分别到达仪表盘左右两个边缘位置，通过陀螺仪记录光斑到达仪表盘左右两个边缘位置时的方位角α1与α2；

S13、调节定位拍摄系统的水平位置，使其方位角为(α1+α2)/2，再调节定位拍摄系统的高度，使光斑到达仪表盘的旋转中心；

S14、根据当前机械臂(2)、陀螺仪的参数与测距结果，运算机械臂(2)所需的运行轨迹，并按照该轨迹运行，使得运行过程中，光斑位置保持不变，调整定位拍摄系统的角度回到预设值α0，且与仪表盘之间的距离也达到预设值。

6.一种基于虚拟仪表的仪表精准读数装置，其特征在于，包括机器人，所述机器人包括移动平台(1)、定位拍摄系统及机械臂(2)，并且，根据权利要求3-5任一项所述的基于虚拟仪表的仪表精准读数方法来实现仪表读数。