指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及儀表的讀數(shù)識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 指針式儀表是目前最主要的測(cè)量工具，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中。目前， 指針式儀表的讀數(shù)基本仍采用人工讀數(shù)方式，該方式一方面浪費(fèi)人力、物力，且枯燥無(wú)味； 另一方面由于人為因素的影響或視覺(jué)偏差，容易造成人為錯(cuò)誤或不可避免的誤差，甚至導(dǎo) 致不可挽回的損失。近幾年，提出了一些基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)等人工智能自動(dòng)識(shí)別指針式儀表 讀數(shù)的方法，然而該方法一般是通過(guò)圖像采集設(shè)備采集儀表的圖像，傳送給計(jì)算機(jī)等自動(dòng) 識(shí)別裝置，經(jīng)過(guò)輪廓跟蹤、圖像分割等復(fù)雜圖像分析技術(shù)，分別獲得刻度和指針信息，再利 用二次擬合的最小二乘法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等復(fù)雜算法實(shí)現(xiàn)指針式儀表的自動(dòng)判讀，該方法不 僅依靠復(fù)雜的圖像分析技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)大，對(duì)硬件設(shè)備要求高，浪費(fèi)成本，而且系統(tǒng)復(fù)雜，圖 像的發(fā)送、接收、處理過(guò)程均耗時(shí)較長(zhǎng)，運(yùn)算速度很慢，在保證較高的識(shí)別精度的情況下，識(shí) 別效率成為主要的設(shè)計(jì)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，本發(fā)明為解決現(xiàn)有讀數(shù)識(shí)別技術(shù)識(shí)別效率不高的問(wèn)題，提出了一種指針 式儀表的讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)和方法。
[0004] 一種指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)包括控制裝置、定位裝置和圖像采集識(shí)別裝置， 圖像采集識(shí)別裝置設(shè)置在定位裝置上，定位裝置可移動(dòng)。
[0005] 控制裝置，用于接收輸入的待讀數(shù)儀表的儀表類型，并確定與儀表類型對(duì)應(yīng)的采 集區(qū)域，該采集區(qū)域與待讀數(shù)儀表的表盤(pán)區(qū)域?qū)?yīng)。
[0006] 定位裝置，用于根據(jù)采集區(qū)域調(diào)整圖像采集識(shí)別裝置與待讀數(shù)儀表的相對(duì)位置， 使采集區(qū)域與待讀數(shù)儀表的表盤(pán)對(duì)應(yīng)。
[0007] 圖像采集識(shí)別裝置包括：
[0008] 采集模塊，用于根據(jù)采集區(qū)域采集待讀數(shù)儀表表盤(pán)的當(dāng)前圖像；
[0009] 識(shí)別模塊，用于根據(jù)當(dāng)前圖像識(shí)別待讀數(shù)儀表的讀數(shù)。
[0010] 本發(fā)明還提出了一種指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別方法，包括步驟：
[0011] 接收輸入的待讀數(shù)儀表的儀表類型，并確定與儀表類型對(duì)應(yīng)的采集區(qū)域，該采集 區(qū)域與待讀數(shù)儀表的表盤(pán)區(qū)域?qū)?yīng)。
[0012] 根據(jù)采集區(qū)域調(diào)整圖像采集識(shí)別裝置與待讀數(shù)儀表的相對(duì)位置，使采集區(qū)域與待 讀數(shù)儀表的表盤(pán)對(duì)應(yīng)。
[0013] 根據(jù)采集區(qū)域采集待讀數(shù)儀表表盤(pán)的當(dāng)前圖像。
[0014] 根據(jù)當(dāng)前圖像識(shí)別待讀數(shù)儀表的讀數(shù)。
[0015] 本發(fā)明提出的指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)和方法，通過(guò)接收輸入的待讀數(shù)儀表 的儀表類型，調(diào)整圖像采集識(shí)別裝置與待讀數(shù)儀表的相對(duì)位置，從而獲取精確的待讀數(shù)儀 表的表盤(pán)區(qū)域的當(dāng)前圖像，無(wú)需輪廓跟蹤等復(fù)雜圖像分析技術(shù)在采集的圖像上確定表盤(pán)區(qū) 域，減小了計(jì)算量，提高了識(shí)別效率，并且，可通過(guò)圖像采集識(shí)別裝置的識(shí)別模塊對(duì)采集的 當(dāng)前圖像直接進(jìn)行識(shí)別處理，無(wú)需將采集的圖像發(fā)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，消除了數(shù)據(jù)傳輸 的時(shí)間，進(jìn)一步提尚了識(shí)別效率。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明中指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明中指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中識(shí)別單元的結(jié)構(gòu) 圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明中指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中讀數(shù)單元的結(jié)構(gòu) 圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明中指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中分析單元的結(jié)構(gòu) 圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明中指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明中指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別方法的另一個(gè)實(shí)施例中識(shí)別步驟的流程 圖；
[0022] 圖7為本發(fā)明中指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別方法的另一個(gè)實(shí)施例中識(shí)別步驟的流程 圖；
[0023] 圖8為本發(fā)明中指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別方法的另一個(gè)實(shí)施例中分析步驟的流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透 徹全面。
[0025] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具 體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"及/或"包括一個(gè)或多個(gè) 相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0026] 如圖1所示，顯示了本發(fā)明的一實(shí)施方式，指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，包括控制 裝置1100、定位裝置1200和圖像采集識(shí)別裝置1300,圖像采集識(shí)別裝置1300設(shè)置在定位 裝置1200上，定位裝置1200可移動(dòng)。
[0027] 控制裝置1100,用于接收輸入的待讀數(shù)儀表的儀表類型，并確定與儀表類型對(duì)應(yīng) 的采集區(qū)域，該采集區(qū)域與待讀數(shù)儀表的表盤(pán)區(qū)域?qū)?yīng)。
[0028] 定位裝置1200,用于根據(jù)采集區(qū)域調(diào)整圖像采集識(shí)別裝置1300與待讀數(shù)儀表的 相對(duì)位置，使采集區(qū)域與待讀數(shù)儀表的表盤(pán)對(duì)應(yīng)。
[0029] 圖像采集識(shí)別裝置1300包括：
[0030] 采集模塊1310,用于根據(jù)采集區(qū)域采集待讀數(shù)儀表表盤(pán)的當(dāng)前圖像；
[0031] 識(shí)別模塊1320,用于根據(jù)當(dāng)前圖像識(shí)別待讀數(shù)儀表的讀數(shù)。
[0032] 在具體的實(shí)施方式中，控制裝置1100可為一臺(tái)上位機(jī)，如個(gè)人計(jì)算機(jī)、帶操作界 面的遙控器等，該上位機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)一個(gè)有關(guān)待讀數(shù)儀表的儀表類型的數(shù)據(jù)庫(kù)，如20組以型號(hào) 作為索引值的20種電壓、電流等指針式儀表的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括其型號(hào)、大小、表盤(pán)區(qū)域、 量程、分度值等。工作人員需要對(duì)這20種類型的指針式儀表中的任意一種進(jìn)行讀數(shù)識(shí)別 時(shí)，通過(guò)該上位機(jī)的操作界面輸入已知的待讀數(shù)儀表的儀表類型，該控制裝置1100根據(jù)輸 入的儀表類型，查詢存儲(chǔ)有關(guān)待讀數(shù)儀表類型的數(shù)據(jù)庫(kù)，得到有關(guān)該類型儀表的各數(shù)據(jù)。據(jù) 此，確定與該儀表類型對(duì)應(yīng)的采集區(qū)域，使該采集區(qū)域與儀表的表盤(pán)區(qū)域?qū)?yīng)。優(yōu)選地，當(dāng) 控制裝置1100中未存儲(chǔ)有待讀數(shù)儀表類型的數(shù)據(jù)時(shí)，還可通過(guò)控制裝置1100的操作界面， 添加與該類型指針式儀表匹配的各項(xiàng)信息，豐富強(qiáng)化數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，便于今后對(duì)該類型指針 式儀表的讀數(shù)進(jìn)行識(shí)別。
[0033] 定位裝置1200可為三軸電動(dòng)位移平臺(tái)，其通過(guò)有線或無(wú)線方式，如以太網(wǎng)，與控 制裝置1100通信連接，在控制裝置1100確定的采集區(qū)域的指示下，帶動(dòng)圖像采集識(shí)別裝置 1300運(yùn)動(dòng)到與待讀數(shù)儀表的表盤(pán)相對(duì)的一側(cè)，確保圖像采集識(shí)別裝置1300與待檢測(cè)儀表 的相對(duì)位置固定，使圖像采集識(shí)別裝置的采集區(qū)域與待讀數(shù)儀表的表盤(pán)對(duì)應(yīng)，以采集所需 的待讀數(shù)儀表的當(dāng)前圖像。
[0034] 圖像采集識(shí)別裝置1300根據(jù)采集區(qū)域采集待讀數(shù)儀表表盤(pán)的當(dāng)前圖像，并根據(jù) 該當(dāng)前圖像識(shí)別待讀數(shù)儀表的讀數(shù)。
[0035] 本發(fā)明提出的指針式儀表的讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)1000,通過(guò)控制裝置1100接收輸入的 待讀數(shù)儀表的儀表類型，調(diào)整圖像采集識(shí)別裝置1300與待讀數(shù)儀表的相對(duì)位置，從而獲取 精確的待讀數(shù)儀表的表盤(pán)區(qū)域的當(dāng)前圖像，無(wú)需輪廓跟蹤等復(fù)雜圖像分析技術(shù)在采集的圖 像上確定表盤(pán)區(qū)域，減小了計(jì)算量，提高了識(shí)別效率，并且，可通過(guò)圖像采集識(shí)別裝置的識(shí) 別模塊對(duì)采集的當(dāng)前圖像進(jìn)行識(shí)別處理，無(wú)需將采集的圖像發(fā)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，消除 了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間，進(jìn)一步提高了識(shí)別效率。
[0036] 優(yōu)選的，在其中一個(gè)實(shí)施例中，采集區(qū)域包括刻度線采集區(qū)域和指針采集區(qū)域，采 集模塊1310采集的當(dāng)前圖像包括與刻度線采集區(qū)域?qū)?yīng)的刻度線區(qū)域和與指針采集區(qū)域 對(duì)應(yīng)的指針區(qū)域。
[0037] 如圖2所示，在該實(shí)施例中，識(shí)別模塊1320包括刻度線識(shí)別單元1321、指針識(shí)別單 元1322和讀數(shù)單元1323。
[0038] 刻度線識(shí)別單元1321，用于識(shí)別刻度線區(qū)域內(nèi)的所有線段，該所有線段為待讀數(shù) 儀表的刻度線。
[0039] 指針識(shí)別單元1322,用于識(shí)別指針區(qū)域內(nèi)的唯一線段，該唯一線段待讀數(shù)儀表的 指針。
[0040] 讀數(shù)單元1323,用于根據(jù)刻度線和指針識(shí)別待讀數(shù)儀表的讀數(shù)。
[0041] 在具體的實(shí)施方式中，圖像采集識(shí)別裝置1300優(yōu)選為智能相機(jī)、攝像機(jī)、掃描儀 等任何可拍攝圖像，且具有可編程邏輯器件的設(shè)備，其本身具有圖像采集功能。指針式儀表 的識(shí)別模塊1320被燒錄至該設(shè)備中。
[0042] 本實(shí)施方式以美國(guó)康耐視（COGNEX) IS7402智能相機(jī)為例。該相機(jī)內(nèi)自帶的具有 直線檢測(cè)功能的multifindline O函數(shù)能夠檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的多條線段，具有直線檢測(cè)功能的 findlineO函數(shù)，能夠檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的唯一線段。
[0043]由于采集的當(dāng)前圖像包括與刻度線采集區(qū)域?qū)?yīng)的刻度線區(qū)域和與