面向巡检机器人的仪表读数识别方法研究

发布时间：2021-01-07 08:26

　　仪表的读数识别是把控企业的生产过程和相应产品质量的有效途径,然而在人工抄表的过程中,不但需要大量的人力成本,还会引入粗大误差和随机误差,影响企业产品质量,甚至引发安全事故。因此,巡检机器人多种类仪表读数识别系统的研发对于企业的发展具有重要意义。本文基于机器视觉技术针对巡检机器人的指针式仪表和数显式仪表读数识别方法展开研究。指针式仪表识别方面,提出了一种基于局部可变阈值的改进Wellner自适应二值法来近似处理光照不均匀干扰,然后利用Hough梯度法对仪表进行了粗分割,接下来使用最小二乘法对预处理图像和二值图像中的定位结果进行圆拟合,并根据拟合结果对粗分割结果进行修正得到精分割结果,再通过随机Hough变换在二值图像中的精定位区域搜索直线并进行优化排序得到最终的指针向量,针对仪表刻度设计了半径缩小法在二值图像的边缘中获取刻度并计算基准刻度向量,最后计算偏转角并结合量程信息计算出最终读数。实验结果表明该方法能够在保证精度的前提下快速识别光照不均匀场景中的指针式仪表读数。此外,本文还提出一种变视角多仪表读数同时识别方法,利用改进Freeman编码对图像边缘进行编码计算来实现表盘区域分割,对得... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 关键研究问题与难点
    1.3 研究现状与发展趋势
        1.3.1 指针式仪表读数识别研究现状
        1.3.2 数显式仪表读数识别研究现状
    1.4 本文主要工作
2 指针式仪表读数识别方法研究
    2.1 光照不均匀情况下表盘区域精确分割
        2.1.1 图像预处理
        2.1.2 二值化方法研究
        2.1.3 表盘区域精确分割
    2.2 基于角度法的读数识别
        2.2.1 指针识别
        2.2.2 表盘刻度识别与读数计算
    2.3 基于Freeman编码的变视角多仪表读数识别
        2.3.1 图像预处理
        2.3.2 基于改进Freeman编码的表盘区域分割
        2.3.3 表盘视角正视化与增强处理
        2.3.4 读数识别
    2.4 实验结果与数据分析
3 数显式仪表读数识别方法研究
    3.1 表盘区域精确分割
    3.2 倾斜校正与数字区域粗分割
    3.3 数字区域精分割
        3.3.1 灰度形态学处理
        3.3.2 分块垂直投影
    3.4 字符分割与识别
    3.5 实验结果与数据分析
4 面向巡检机器人的仪表读数识别系统设计
    4.1 仪表读数识别系统性能需求分析
    4.2 仪表读数识别系统设计
        4.2.1 系统总体设计
        4.2.2 仪表分类方法研究
    4.3 仪表读数识别系统实现
        4.3.1 硬件平台介绍
        4.3.2 软件平台介绍
        4.3.3 仪表读数识别系统实现
5 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 研究工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
课题资助情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数字图像处理的数显仪表数字识别[J]. 雷芳.  广东石油化工学院学报. 2014(06)
[2]基于图像处理的数字仪表识别技术[J]. 李素萍.  机电一体化. 2013 (06)
[3]基于特征加权模糊模板匹配的字符识别[J]. 朱颢东,李红婵.  兰州理工大学学报. 2013(01)
[4]改进的同态滤波在指针式仪表图像预处理中的应用[J]. 郭贵法,汪仁煌,王欢.  广东工业大学学报. 2009(03)
[5]基于Freeman链码的圆识别方法[J]. 张显全,王继军,蒋联源.  计算机工程. 2007(15)
[6]指针式仪表识别系统的设计[J]. 罗大成,王仕成,曾洪贵,李昭早,刘兴淼.  激光与红外. 2007(04)
[7]电力变压器温度表指针位置识别研究[J]. 孙凤杰,安田江,范杰清,杨春萍,徐征.  中国电机工程学报. 2007(07)
[8]多指针水表自动识别系统[J]. 王三武,戴亚文.  仪器仪表学报. 2005(11)
[9]一种仪表指针位置检测的中心投影法[J]. 陈彬,金连文.  计算机应用研究. 2005(01)
[10]基于小波变换和DCT的字符图像特征抽取新方法[J]. 曹建海,路长厚.  光电子·激光. 2004(04)

硕士论文
[1]基于智能机器人的仪表示数识别技术与系统研制[D]. 施成燕.浙江大学 2017
[2]变电站仪表识别系统设计与算法研究[D]. 陈焕.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于改进的神经网络的仪表图像上的符号识别[D]. 付雅冰.华南理工大学 2012
[4]指针式仪表自动读数的研究及应用[D]. 龚雄文.广东工业大学 2007



本文编号：2962227