CN110852333B - 一种指针式仪表自动读数方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种指针式仪表自动读数方法及装置，本申请基于通过刻度弧线模板图像与采集的指针式仪表的刻度图像融合得到的融合图像，以融合图像中的刻度弧线为读数的参考标准，建立刻度弧线中每一个刻度点对应的扫描区域，并根据该扫描区域的像素累积和最值判断仪表指针所指的刻度点，根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数，读数过程不受仪表中的各个硬件的规格影响，解决了现有的机械仪表抄表方式由于机械仪表类型繁多，在实际应用中，需要先针对每一种组合建立相应的识别模型，工作量十分庞大，不具备通用性的技术问题。

Description

一种指针式仪表自动读数方法及装置

技术领域

本申请涉及自动化抄表技术领域，尤其涉及一种指针式仪表自动读数方法及装置。

背景技术

机械仪表作为一种常用的计量工具，广泛应用于工农业生产、科学技术、电力计量、日常生活等各个方面。

现有的机械仪表抄表方式主要通过图像处理技术实现指针式仪表读数自动化。但是由于机械仪表类型繁多，包括表盘的几何形状、刻度线的颜色、粗细以及指针的粗细、颜色等，在实际应用中，需要先针对每一种组合建立相应的识别模型，工作量十分庞大，因此如何一种通用的指针式仪表自动识别方法成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种指针式仪表自动读数方法及装置，用于解决现有的机械仪表抄表方式由于机械仪表类型繁多，包括表盘的几何形状、刻度线的颜色、粗细以及指针的粗细、颜色等，在实际应用中，需要先针对每一种组合建立相应的识别模型，工作量十分庞大，不具备通用性的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种指针式仪表自动读数方法，包括：

将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像，其中，所述融合图像中的刻度弧线的两端分别对应仪表刻度的起点和终点，且所述刻度弧线由不少于一个刻度点根据所述刻度图像中的刻度排列轨迹依次排列形成；

确定所述刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到所述刻度点的切线以及所述切线的垂线，并将所述垂线沿所述刻度弧线分别向所述垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域，其中，所述扫描区域的中线为所述垂线的初始位置；

逐一确定所述刻度弧线中剩余的刻度点，并逐一计算出所述刻度点对应的扫描区域，直至得到所述刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域为止；

依次计算每个所述扫描区域的像素累积和，并根据所述指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点；

根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数。

可选地，所述将所述垂线沿所述刻度弧线分别向所述垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域具体包括：

以所述垂线和所述刻度弧线的交点为中心，将所述垂线分别向所述垂线的初始位置的两侧旋转偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域，所述扫描区域具体为以所述垂线和所述刻度弧线的交点为对称点的两个扇形区域。

可选地，所述将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像具体包括：

采集指针式仪表的刻度图像；

通过单应矩阵映射方式，将预置的刻度弧线模板图像与所述指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像。

可选地，所述根据所述指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点具体包括：

根据所述指针式仪表的刻度图像，通过图像识别方式判断所述指针式仪表的指针颜色类型，若所述指针颜色类型为黑色，则确定像素累积和最小的扫描区域对应的目标刻度点，若所述指针颜色类型为白色，则确定像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点。

可选地，所述根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数具体包括：

根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号、所述刻度弧线的刻度点总数以及所述指针式仪表的量程，通过第一预置公式计算得到所述指针式仪表的读数，其中，所述第一预置公式为：

式中，y为所述指针式仪表的读数，N为刻度弧线的刻度点总数，M为所述指针式仪表的量程，n为所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号，x为所述指针式仪表的量程最小值的读数。

本申请第二方面提供了一种指针式仪表自动读数装置，包括：

图像融合单元，用于将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像，其中，所述融合图像中的刻度弧线的两端分别对应仪表刻度的起点和终点，且所述刻度弧线由不少于一个刻度点根据所述刻度图像中的刻度排列轨迹依次排列形成；

扫描区域计算单元，用于确定所述刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到所述刻度点的切线以及所述切线的垂线，并将所述垂线沿所述刻度弧线分别向所述垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域，其中，所述扫描区域的中线为所述垂线的初始位置；

刻度点遍历单元，用于逐一确定所述刻度弧线中剩余的刻度点，并逐一计算出所述刻度点对应的扫描区域，直至得到所述刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域为止；

像素和计算单元，用于依次计算每个所述扫描区域的像素累积和，并根据所述指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点；

仪表读数计算单元，用于根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数。

可选地，所述扫描区域计算单元具体用于：

确定所述刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到所述刻度点的切线以及所述切线的垂线；

以所述垂线和所述刻度弧线的交点为中心，将所述垂线分别向所述垂线的初始位置的两侧旋转偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域，所述扫描区域具体为以所述垂线和所述刻度弧线的交点为对称点的两个扇形区域。

可选地，所述图像融合单元具体用于：

采集指针式仪表的刻度图像；

通过单应矩阵映射方式，将预置的刻度弧线模板图像与所述指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像。

可选地，所述像素和计算单元具体用于：

依次计算每个所述扫描区域的像素累积和；

根据所述指针式仪表的刻度图像，通过图像识别方式判断所述指针式仪表的指针颜色类型，若所述指针颜色类型为黑色，则确定像素累积和最小的扫描区域对应的目标刻度点，若所述指针颜色类型为白色，则确定像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点。

可选地，所述仪表读数计算单元具体用于：

根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号、所述刻度弧线的刻度点总数以及所述指针式仪表的量程，通过第一预置公式计算得到所述指针式仪表的读数，其中，所述第一预置公式为：

式中，y为所述指针式仪表的读数，N为刻度弧线的刻度点总数，M为所述指针式仪表的量程，n为所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号，x为所述指针式仪表的量程最小值的读数。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请第一方面提供了一种指针式仪表自动读数方法，包括：将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像；确定所述刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到所述刻度点的切线以及所述切线的垂线，并将所述垂线沿所述刻度弧线分别向所述垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域，其中，所述扫描区域的中线为所述垂线的初始位置；逐一确定所述刻度弧线中剩余的刻度点，并逐一计算出所述刻度点对应的扫描区域，直至得到所述刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域为止；依次计算每个所述扫描区域的像素累积和，并根据所述指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点；根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数。

本申请基于通过刻度弧线模板图像与采集的指针式仪表的刻度图像融合得到的融合图像，以融合图像中的刻度弧线为读数的参考标准，建立刻度弧线中每一个刻度点对应的扫描区域，并根据该扫描区域的像素累积和最值判断仪表指针所指的刻度点，根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数，读数过程不受仪表中的各个硬件的规格影响，解决了现有的机械仪表抄表方式由于机械仪表类型繁多，包括表盘的几何形状、刻度线的颜色、粗细以及指针的粗细、颜色等，在实际应用中，需要先针对每一种组合建立相应的识别模型，工作量十分庞大，不具备通用性的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请提供的一种指针式仪表自动读数方法的第一个实施例的流程示意图；

图2为本申请提供的一种指针式仪表自动读数方法的第二个实施例的流程示意图；

图3为本申请提供的一种指针式仪表自动读数装置的第一个实施例的结构示意图。

图4为本申请提供的一种指针式仪表自动读数方法中的刻度点的切线和垂线求解示意图；

图5为本申请提供的一种指针式仪表自动读数方法中的扫描区域效果示意图；

图6为本申请提供的一种指针式仪表自动读数方法的融合图像效果示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种指针式仪表自动读数方法及装置，用于解决现有的机械仪表抄表方式由于机械仪表类型繁多，包括表盘的几何形状、刻度线的颜色、粗细以及指针的粗细、颜色等，在实际应用中，需要先针对每一种组合建立相应的识别模型，工作量十分庞大，不具备通用性的技术问题。

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本申请实施例提供了一种指针式仪表自动读数方法，包括：

步骤101、将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像。

需要说明的是，首先将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像，得到的融合图像包含有指针式仪表表盘的刻度图像以及与仪表表盘刻度对应的刻度弧线。

其中，融合图像中的刻度弧线的两端分别对应仪表刻度的起点和终点，且刻度弧线由不少于一个刻度点根据刻度图像中的刻度排列轨迹依次排列形成。

步骤102、确定刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到刻度点的切线以及切线的垂线，并将垂线沿刻度弧线分别向垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，得到刻度点对应的扫描区域。

需要说明的是，在得到了包含有指针式仪表表盘的刻度图像以及与仪表表盘刻度对应的刻度弧线的融合图像后，选取刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到刻度点的切线以及切线的垂线，并将垂线沿刻度弧线分别向垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，接着该垂线在偏移过程中经过的区域设定为该刻度点的扫描区域。

其中，扫描区域的中线为垂线的初始位置。

步骤103、逐一确定刻度弧线中剩余的刻度点，并逐一计算出刻度点对应的扫描区域，直至得到刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域为止；

需要说明的是，逐一确定刻度弧线中剩余的刻度点，循环执行步骤102，直至得到刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域为止。

步骤104、依次计算每个扫描区域的像素累积和，并根据指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点；

需要说明的是，在得到刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域后，依次计算每个扫描区域的像素累积和，并根据指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点，该目标刻度点对应的是仪表指针所指的实际刻度。

步骤105、根据目标刻度点在刻度弧线中的序号以及指针式仪表的量程和刻度弧线的刻度点总量的比值，得到指针式仪表的读数。

在确定了仪表指针所指的实际刻度后，最后，根据目标刻度点在刻度弧线中的序号以及指针式仪表的量程和刻度弧线的刻度点总量的比值，得到指针式仪表的读数。

本申请基于通过刻度弧线模板图像与采集的指针式仪表的刻度图像融合得到的融合图像，以融合图像中的刻度弧线为读数的参考标准，建立刻度弧线中每一个刻度点对应的扫描区域，并根据该扫描区域的像素累积和最值判断仪表指针所指的刻度点，根据目标刻度点在刻度弧线中的序号以及指针式仪表的量程和刻度弧线的刻度点总量的比值，得到指针式仪表的读数，读数过程不受仪表中的各个硬件的规格影响，解决了现有的机械仪表抄表方式由于机械仪表类型繁多，包括表盘的几何形状、刻度线的颜色、粗细以及指针的粗细、颜色等，在实际应用中，需要先针对每一种组合建立相应的识别模型，工作量十分庞大，不具备通用性的技术问题。

以上为本申请提供的一种指针式仪表自动读数方法的第一个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种指针式仪表自动读数方法的第二个实施例的详细说明。

请参阅图2、图4至图6，本申请实施例提供了一种指针式仪表自动读数方法，包括：

步骤201、通过单应矩阵映射方式，将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像。

其中，融合图像中的刻度弧线的两端分别对应仪表刻度的起点和终点，且刻度弧线由不少于一个刻度点根据刻度图像中的刻度排列轨迹依次排列形成；

更具体地，本实施例的单应矩阵映射方式具体包括：SIFT特征匹配过程以及单应矩阵求解过程。

其中，图像特征匹配主要寻找同一个三维场景中同一对象或目标在两幅或多幅图像之间的对应位置关系。若在不同图像中的一对特征点在某种度量准则下足够接近，则认为它们对应三维场景中的同一个点(即这对特征是匹配的)；相反，则认为它们对应三维场景中的不同点(即这对特征是不匹配的)。特征匹配的前提是：获取的特征能够代表图像中最稳定的局部区域，即：在发生光照、旋转、放缩等变化，或者存在噪声、模糊等干扰的情况下，图像特征能够被重新定位(即检测到的特征具有一定的不变性)，并且相应的特征描述向量变化较小。

单应矩阵描述的是在不同的视角下拍摄的两幅图像之间的像素对应关系。假设这两幅图像之间是透视变换，则单应性矩阵也就是透视变换矩阵H定义如式1所示：

则刻度弧线模板图像和指针式仪表的刻度图像的像素对应关系为：

因此要求出单应矩阵H中的8个参数至少需要4对匹配点，如式3所示：

SIFT特征匹配点中存在误匹配点，需要去除误匹配点。每次从所有的匹配点中选出4对特征点，计算单应矩阵H。设定距离阈值t选出内点个数最多的单应矩阵作为最终的结果。距离计算方式如式4所示：

单应矩阵可以表示刻度弧线模板图像和指针式仪表的刻度图像的像素对应关系，如式5所示：

刻度弧线在刻度弧线模板图像中的位置确定，所以可以将刻度弧线的点集通过单应矩阵映射到指针式仪表的刻度图像中。

步骤202、确定刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到刻度点的切线以及切线的垂线，以垂线和刻度弧线的交点为中心，将垂线分别向垂线的初始位置的两侧旋转偏移预置的角度，得到刻度点对应的扫描区域。

假设当前选取的刻度点为p，首先需要求取点p的切线，具体实施方式为：

连接其左侧第i个点和右侧第i个点，(i＝1,2,3,...,k)得到与刻度弧线相交的k条直线，可以理解的是，k值越大，斜率越精确，为了便于解释，下面本实施例将k的取值定为10。

①若10条连线的斜率都存在时：

计算这10个连线斜率的均值作为p点的切线l₁的斜率K₁：

过p点作实线l₁的垂线l₂，其中，垂线l₂与水平线的夹角：

②若10条连线中有部分连线斜率不存在时：

α＝0° (9)

将垂线l₂分别左偏45°且右偏45°，定义这个区域为扫描区域。扫描区域大小为扫描区域具体为以垂线和刻度弧线的交点为对称点的两个扇形区域。

步骤203、逐一确定刻度弧线中剩余的刻度点，并逐一计算出刻度点对应的扫描区域，直至得到刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域为止；

需要说明的是，逐一确定刻度弧线中剩余的刻度点，循环执行步骤202，直至得到刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域，在执行步骤204。

步骤204、依次计算每个扫描区域的像素累积和。

步骤205、根据所述指针式仪表的刻度图像，通过图像识别方式判断所述指针式仪表的指针颜色类型，若所述指针颜色类型为黑色，则执行步骤206，若所述指针颜色类型为白色，则执行步骤207。

步骤206、确定像素累积和最小的扫描区域对应的目标刻度点。

步骤207、确定像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点。

比较每个点的扫描区域中的每一条直线上的像素累积和，找出其中的最小值或最大值(黑色指针为最小值，白色指针为最大值)，查看该最值所属区域对应的目标刻度点在刻度弧线中的序号n。

步骤208、根据目标刻度点在刻度弧线中的序号、刻度弧线的刻度点总数以及指针式仪表的量程，通过第一预置公式计算得到指针式仪表的读数，其中，第一预置公式为：

式中，y为指针式仪表的读数，N为刻度弧线的刻度点总数，M为指针式仪表的量程，n为目标刻度点在刻度弧线中的序号，x为指针式仪表的量程最小值的读数。

本申请实施例基于通过刻度弧线模板图像与采集的指针式仪表的刻度图像融合得到的融合图像，以融合图像中的刻度弧线为读数的参考标准，建立刻度弧线中每一个刻度点对应的扫描区域，并根据该扫描区域的像素累积和最值判断仪表指针所指的刻度点，根据目标刻度点在刻度弧线中的序号以及指针式仪表的量程和刻度弧线的刻度点总量的比值，得到指针式仪表的读数，读数过程不受仪表中的各个硬件的规格影响，解决了现有的机械仪表抄表方式由于机械仪表类型繁多，包括表盘的几何形状、刻度线的颜色、粗细以及指针的粗细、颜色等，在实际应用中，需要先针对每一种组合建立相应的识别模型，工作量十分庞大，不具备通用性的技术问题。

以上为本申请提供的一种指针式仪表自动读数方法的第二个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种指针式仪表自动读数装置的第一个实施例的详细说明。

请参阅图3，本申请实施例提供了一种指针式仪表自动读数装置，包括：

图像融合单元301，用于将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像，其中，融合图像中的刻度弧线的两端分别对应仪表刻度的起点和终点，且刻度弧线由不少于一个刻度点根据刻度图像中的刻度排列轨迹依次排列形成；

扫描区域计算单元302，用于确定刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到刻度点的切线以及切线的垂线，并将垂线沿刻度弧线分别向垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，得到刻度点对应的扫描区域，其中，扫描区域的中线为垂线的初始位置；

刻度点遍历单元303，用于逐一确定刻度弧线中剩余的刻度点，并逐一计算出刻度点对应的扫描区域，直至得到刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域为止；

像素和计算单元304，用于依次计算每个扫描区域的像素累积和，并根据指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点；

仪表读数计算单元305，用于根据目标刻度点在刻度弧线中的序号以及指针式仪表的量程和刻度弧线的刻度点总量的比值，得到指针式仪表的读数。

可选地，扫描区域计算单元302具体用于：

确定刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到刻度点的切线以及切线的垂线；

以垂线和刻度弧线的交点为中心，将垂线分别向垂线的初始位置的两侧旋转偏移预置的角度，得到刻度点对应的扫描区域，扫描区域具体为以垂线和刻度弧线的交点为对称点的两个扇形区域。

可选地，图像融合单元301具体用于：

采集指针式仪表的刻度图像；

通过单应矩阵映射方式，将预置的刻度弧线模板图像与指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像。

可选地，像素和计算单元304具体用于：

依次计算每个扫描区域的像素累积和；

根据指针式仪表的刻度图像，通过图像识别方式判断指针式仪表的指针颜色类型，若指针颜色类型为黑色，则确定像素累积和最小的扫描区域对应的目标刻度点，若指针颜色类型为白色，则确定像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点。

可选地，仪表读数计算单元305具体用于：

根据目标刻度点在刻度弧线中的序号、刻度弧线的刻度点总数以及指针式仪表的量程，通过第一预置公式计算得到指针式仪表的读数，其中，第一预置公式为：

式中，y为指针式仪表的读数，N为刻度弧线的刻度点总数，M为指针式仪表的量程，n为目标刻度点在刻度弧线中的序号，x为指针式仪表的量程最小值的读数。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种指针式仪表自动读数方法，其特征在于，包括：

将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像，其中，所述融合图像中的刻度弧线的两端分别对应仪表刻度的起点和终点，且所述刻度弧线由不少于一个刻度点根据所述刻度图像中的刻度排列轨迹依次排列形成；

确定所述刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到所述刻度点的切线以及所述切线的垂线，并将所述垂线沿所述刻度弧线分别向所述垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域，其中，所述扫描区域的中线为所述垂线的初始位置；

逐一确定所述刻度弧线中剩余的刻度点，并逐一计算出所述刻度点对应的扫描区域，直至得到所述刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域为止；

依次计算每个所述扫描区域的像素累积和，并根据所述指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点；

根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述垂线沿所述刻度弧线分别向所述垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域具体包括：

以所述垂线和所述刻度弧线的交点为中心，将所述垂线分别向所述垂线的初始位置的两侧旋转偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域，所述扫描区域具体为以所述垂线和所述刻度弧线的交点为对称点的两个扇形区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像具体包括：

采集指针式仪表的刻度图像；

通过单应矩阵映射方式，将预置的刻度弧线模板图像与所述指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点具体包括：

根据所述指针式仪表的刻度图像，通过图像识别方式判断所述指针式仪表的指针颜色类型，若所述指针颜色类型为黑色，则确定像素累积和最小的扫描区域对应的目标刻度点，若所述指针颜色类型为白色，则确定像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数具体包括：

根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号、所述刻度弧线的刻度点总数以及所述指针式仪表的量程，通过第一预置公式计算得到所述指针式仪表的读数，其中，所述第一预置公式为：

式中，y为所述指针式仪表的读数，N为刻度弧线的刻度点总数，M为所述指针式仪表的量程，n为所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号，x为所述指针式仪表的量程最小值的读数。

6.一种指针式仪表自动读数装置，其特征在于，包括：

图像融合单元，用于将预置的刻度弧线模板图像与采集到的指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像，其中，所述融合图像中的刻度弧线的两端分别对应仪表刻度的起点和终点，且所述刻度弧线由不少于一个刻度点根据所述刻度图像中的刻度排列轨迹依次排列形成；

扫描区域计算单元，用于确定所述刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到所述刻度点的切线以及所述切线的垂线，并将所述垂线沿所述刻度弧线分别向所述垂线的初始位置的两侧偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域，其中，所述扫描区域的中线为所述垂线的初始位置；

刻度点遍历单元，用于逐一确定所述刻度弧线中剩余的刻度点，并逐一计算出所述刻度点对应的扫描区域，直至得到所述刻度弧线中所有刻度点对应的扫描区域为止；

像素和计算单元，用于依次计算每个所述扫描区域的像素累积和，并根据所述指针式仪表的指针颜色类型，确定像素累积和最小或像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点；

仪表读数计算单元，用于根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述扫描区域计算单元具体用于：

确定所述刻度弧线中的一个刻度点，并通过计算得到所述刻度点的切线以及所述切线的垂线；

以所述垂线和所述刻度弧线的交点为中心，将所述垂线分别向所述垂线的初始位置的两侧旋转偏移预置的角度，得到所述刻度点对应的扫描区域，所述扫描区域具体为以所述垂线和所述刻度弧线的交点为对称点的两个扇形区域。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像融合单元具体用于：

采集指针式仪表的刻度图像；

通过单应矩阵映射方式，将预置的刻度弧线模板图像与所述指针式仪表的刻度图像进行图像融合，得到融合图像。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述像素和计算单元具体用于：

依次计算每个所述扫描区域的像素累积和；

根据所述指针式仪表的刻度图像，通过图像识别方式判断所述指针式仪表的指针颜色类型，若所述指针颜色类型为黑色，则确定像素累积和最小的扫描区域对应的目标刻度点，若所述指针颜色类型为白色，则确定像素累积和最大的扫描区域对应的目标刻度点。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述仪表读数计算单元具体用于：

根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号、所述刻度弧线的刻度点总数以及所述指针式仪表的量程，通过第一预置公式计算得到所述指针式仪表的读数，其中，所述第一预置公式为：

式中，y为所述指针式仪表的读数，N为刻度弧线的刻度点总数，M为所述指针式仪表的量程，n为所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号，x为所述指针式仪表的量程最小值的读数。

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