CN102680060A - 一种基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法，属于先进检测领域，适用于自动检测水表计量特性并同步记录水表信息入数据库。涉及参数设定、耐压测试、水表精度检测、图像识别、数据管理等技术。本方法在水表信息采集过程中，在水表的各流量点测试结束后对水表表盘(包含条形码编号区、示动轮区、指针区、读数区)进行拍照，通过对条形码的图像识别自动获取水表编号存入计算机并建立对应信息表，通过对各测试状态的指针区与示动轮区进行图像识别获取被测水表的水量数值，计算后与对应的标准水量数值比较来检定被测水表在各流量点的测量误差，误差信息存入对应信息表。本方法提高了水表计量特性检测的自动化程度，检测速度快且精度高，提高了水表的生产与质量管理的水平。

Description

一种基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法

技术领域

本发明涉及一种基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法和设备，属于先进检测领域。

背景技术

在水表生产企业中，检验水表是否达到要求精度十分重要，一般水表出厂需经过粗校和出厂校验二次检验，多采用串联台人工校表，该校验方式效率低、误差大。而水表档案多用手工帐册形式，耗费劳力且易出错，无法对水表信息进行有效管理。

本发明公开了一种基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法，在快速检测出厂水表的计量特性的同时自动将水表信息入库存档，为水表检定与管理的有机结合提供了新方法。

发明内容

为快速检测水表计量特性及自动存储水表信息并进行筛选，本发明提供了一种基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法，涉及参数设定、耐压测试、水表精度检测、图像识别等方法。水表精度检测过程是，在测试开始和水表的各流量点测试结束后对水表表盘(包含条形码编号区、示动轮区、指针区、读数区)进行照相拍照，通过对各测试状态的指针区和示动轮区域进行图像识别获取被测水表所测量的水量，计算后与对应的标准水量比较来检定被测水表在各测量点的测量误差，对条形码编号区域进行识别并连同误差信息存入数据库，可实现打印班报表、日报表、月报表等，也可根据水表编号进行查询。

本发明还提供了一套基于图像识别的水表计量特性的自动检测系统，系统组成涉及到工控机、一套图像处理系统、二排串联台(轮换测试)、三个标准计量筒、九台照相机(台数可根据串联表的实际数量确定)及若干手阀与电磁阀等。

基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法主要由以下过程组成：

参数设定：设定各种型号水表的测试内容和测试合格范围并保存在文件中，测试内容涉及耐压测试、始动和三个流量点(分界、公称、最大流量点)。三个玻璃浮子式流量计分别连接分界流量标准计量筒、公称流量标准计量筒及最大流量标准计量筒，可手动调整各测试流量。各标准计量筒在预设水量位置都装有探针，当水量达到预设位置时液位继电器动作从而精确计量流过被测水表的水量。

耐压测试：进行水表耐压强度测试时，关闭正常测试通路，打开耐压特性测试通路及一排测试水表通路，增压至2.0Mpa(触点压力表上限报警值)，停止增压。计算机读取触点压力表下限报警信号，如在规定的时间内压力低于报警下限值则该排水表中有耐压强度不合格的水表，拍照后利用图像识别技术确定哪块水表耐压不合格(耐压不合格的特征是表盘进水)。

水表精度检测：以LXS-20型水表(精度等级为2.5％)出厂校验为例，该型水表流过0.1L水时示动轮转动1圈，示动轮叶片数为6，在其中一叶片上做上颜色标记。各流量点测试水量分别设定为H1升、H2升、H3升。在被测水表始动以及三个流量点(分界、公称、最大流量点)测试结束后分别进行拍照，通过图像分析获取各测试状态的表盘指针读数(精度为0.1升)与示动轮转动角度代表数值(精度为0.01升)，从而获得被测水表的水量数值。将每次测试结束后的水量读数都与前次测试结束后的水量读数相减获取差值，差值与对应的标准计量筒中水量比较，确定被测水表在各流量点的测量误差。

图像识别：每一轮检测对9个待测水表的6个不同状态(耐压、初始、始动、三个流量点)进行拍照，首先通过图像采集卡把所拍物景转换为适合计算机处理的表达形式，用阈值分割法从物景图像中分割出读数区、指针区、示动轮区域和条形码编号区域，通过像点灰度和阈值的比较求出读数区显示数值、表盘指针指向、示动轮转动角度和条形码编号，采用图像识别技术得出读数区数值，指针指向代表的数值，示动轮转动角度代表的数值以及条形码编号。

水表计量特性数据管理：将各水表的条形码编号进行读取连同与之对应的误差信息存入数据库。可实现打印班报表、日报表、月报表等，也可根据水表编号进行查询。

附图说明

图1基于图像识别的水表计量特性的自动检测系统的组成原理图。

图2水表表盘结构图。

图3基于图像识别的水表计量特性的自动检测流程图。

图1中编号1是图像采集、2是开关量输入与输出、3是高压泵、1-1至1-9是被测水表、2-1至2-9是待测水表、C1-C9是照相机、F1-F10是手阀、L1-L4是玻璃浮子式流量计、D1-D7是电磁阀、T1-T3是标准计量筒。其中手阀F1和F2用于切换正常测试和耐压特性测试，手阀F3、F4和F5、F6用于切换二排测试水表。

图2中编号1为示动轮；编号2-4为水量指针，指示单位分别为0.0001m³、0.001m³、0.01m³；编号5为读数区，单位为m³，五位数，最低位单位为0.1m³；编号6为条形码编号区。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2对本发明的具体实施方式做进一步说明。

(1)准备工作。打开手阀F1、F3、F4，分别手动打开电磁阀D1-D4，调节手阀F7-F10，使玻璃浮子式流量计L1-L4显示值为始动、分界、公称、最大流量，然后关闭电磁阀。

(2)装表。将1-1至1-9被测水表串联夹装在一排检测台上，可同时对9个水表进行测试。

(3)进行水表耐压强度测试。打开手阀F2、F3、F4，关闭手阀F1，增压至2.0Mpa(触点压力表上限报警值)，停止增压。计算机读取触点压力表下限报警信号，如在规定的时间内压力低于报警下限值则该排水表中有耐压强度不合格的水表，拍照后通过图像处理技术判定是否有水进入表盘，若有则表明该水表耐压不合格(需更换此水表，重测耐压)。水表耐压达标后采用图像分析技术读取每个水表上的条形码编号并建立对应水表信息表。

(4)进行始动测试。关闭手阀F2，打开手阀F1，对被测水表照相，该图像定为初始状态。计算机先打开排水电磁阀D5-D7，排空标准计量筒T1-T3内的水，延时后关闭。打开电磁阀D1，过30秒再关闭，对始动后状态(有微量水流过后)进行拍照操作，确定水表能否正常工作(比较两张图像是否有区别)，如果水表可以正常工作，则通过示动轮、指针区、读数区信息获取始动后的水量值L1，如果两图没有区别则水表的始动不合格。

(5)进行水表精度测试。打开电磁阀D2，计量筒T1中的水量达到预设位置(水量为H1)时液位继电器动作，关闭电磁阀D2，照相机C1-C9分别对水表1-1至1-9拍照，获取被测水表的水量读数L2，则水表的分界流量精度为打开电磁阀D3，计量筒T2中的水量达到预设位置(水量为H2)时液位继电器动作，关闭电磁阀D3，照相机C1-C9分别对水表1-1至1-9拍照，获取被测水表的水量读数L3，则水表的公称流量精度为打开电磁阀D4，计量筒T3中水量达预设位置(水量为H3)时液位继电器动作，关闭电磁阀D4，照相机C1-C9分别对水表1-1至1-9拍照，获取被测水表的水量读数L4，则水表的最大流量精度为 $|\frac{(L4-L3)-H3}{H3}\×100\%|.$

(6)测试结果存入数据库。

(7)换表。一排水表正在测试时可对另一排已测水表进行卸装并夹装新水表，待一排水表测试完毕即可对另一排水表进行测试，重复上述操作。

检测流程参见图3。

本发明公开了一种基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法，通过对照片中的示动轮区域进行比较，使得读数精度由0.1升提高到0.01升，从而能够更为精准地对被测水表进行校验。通过对条形码编号进行自动数据采集，提高了水表检测的自动化管理程度。

以上是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法，其特征是，在检测水表计量特性的过程中进行拍照，通过图像识别技术获取被测水表的水量数值，计算后与对应的标准水量比较来检定被测水表在各流量点的测量误差，确定水表是否满足精度要求。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法，其特征是，在检测过程中分别在测试开始和各流量点测试结束后对水表表盘(包含条形码编号区、示动轮区、指针区、读数区)进行拍照，通过对示动轮区、指针区的图像识别获取被测水表的水量数值，精度达0.01升。

3.根据权利要求1所述的基于图像识别的水表计量特性的自动检测方法，其特征是，根据识别的水表条形码编号，自动建立水表计量特性的数据库。

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