基于颜色减少的指针式仪表识别系统研究与实现

发布时间：2019-10-13 22:55

【摘要】：仪表自动检定是现代智能制造产业的重要组成部分,直接影响到仪表质量、成本支出。基于机器视觉的仪表检定逐步代替了人工检测,使校表技术向全自动化及高精度测量趋势发展,针对以往基于视觉的智能校表方式中还存在表头辨识困难、示值识别率较低的问题,本文设计了一套基于颜色减少的指针式仪表读数识别系统,达到了快速识别表头及准确计算读数的要求,同时又降低了成本。本文主要的研究内容及相关结论包括:(1)基于颜色减少方法的表头类型辨识针对统计方式丢失小刻度、光照影响颜色分布而造成表头识别困难的问题,本文设计了一种基于颜色二值图的表头辨识方法。根据工业表头具有背景单一、不同光照下主色基本不变的特点,引用一种颜色减少的方法,快速形成各主颜色物体的色平面,通过提取刻度和指针的组合特征,利用模型匹配方法识别表头。本方法的表头识别率可达96%左右,和以往的表头辨识方法相比,准确率相对提高。(2)基于刻度重定位和指针局部拟合的读数精确识别针对刻度缺失、刻度点无数值对应、指针边缘像素偏离中心线而造成读数识别率低的问题,本文设计了一种刻度重标定和局部定位指针的方法来精确计算读数。设计基于半图斜率统计的刻度间距获取方法,改善了等分角求取的自适应性;通过重建坐标系,设计基于单向最值的刻度坐标圆周排列计算方法,保证了原刻度点/值在新坐标中的一一对应的关系;采用基于质心局部方式的直线拟合方法,提高了指针定位的精度;采用基准点结合偏转角度的读数计算方式,进一步减少了数值计算误差。和以往的读数识别相比,本方法误差在?0.69%之内,提高了示值计算的准确度。各模块系统集成,经MATLAB开发平台测试运行。结果表明,针对刻度均匀排列、背景单一、指针旋转中心与表盘中心重合的一类指针式仪表,本系统的读数识别率达97%以上,速度约3.2s,并在此基础上开发了基于C++的调试系统。本文的研究思路,对进一步开发仪表检定系统起到一定的参考价值。
【图文】：

示意图,系统结构,示意图,图像处理模块

图 2-1 系统结构示意图可以看出实现本系统的结构特点，，按照执行时间的先块、软件算法模块、数据保存模块，该流程实现了由采集的视场方向应尽量与被检测的仪表表盘平面保持满整个镜头屏幕并能清晰的显示出来。图像处理模块

实例图,指针式仪表,系统总体方案,总体方案

指针式仪表实例图
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41

【参考文献】