CN102706480A - 一种指针式温度计自动读数方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种指针式温度计自动读数方法。目前指针式仪表只能通过人眼辨别指针所指刻度进行读数，人工读数不仅导致了检定效率低，而且也影响了指针式仪表读数的准确、可靠程度。本发明通过计算机对仪表盘几个关键位置的识别建立起读数坐标系，根据指针在坐标系中的位置利用公式计算当前读数值。方法相对简单，即使表计在检定过程中有轻微的震动或者表计表面有少许陈旧或缺陷，识别成功率也能得到保证；特别是中心点的位置识别方法相对较为可靠，所以读数稳定性和准确度较高。

Description

一种指针式温度计自动读数方法

技术领域

本发明涉及仪表检定领域，具体地说是一种指针式温度计自动读数方法。

背景技术

长久以来，变压器用油面温度计、压力表等指针式仪表的检定主要依靠人工读数的方式，不同于电力系统的电类仪表，电类仪表的输出可以通过电学的方式转换为数值信息传送给电脑终端，而指针式仪表只能通过人眼辨别指针所指刻度进行读数。人工读数不仅导致了检定效率低，而且由于人眼识别具有一定的主观性，最终造成对同一块仪表的读数都有可能出现不同的读数结果，影响了指针式仪表读数的准确、可靠程度。因此，亟需开发一种依靠机械仪器的智能读数方式，这样既可以提高指针式仪表读数的准确、可靠程度，又可以使指针式仪表的全自动检定成为可能，进而提高检定工作的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有指针式仪表采用人工读数而存在的缺陷，提供一种指针式温度计自动读数方法，其通过计算机获得中心标识位置、指针标识位置和刻度标识位置，以及指针的转角位置与刻度标识的角度位置之间的关系，通过指针相对刻度标识转过的角度计算出当前的仪表读数值。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种指针式温度计自动读数方法，其步骤如下：

1）检定开始前，通过摄像头对仪表表盘图像进行截取，摄像头通过数据线与一计算机连接，根据摄像头截取的图像，计算机对表盘主刻度及指针边缘线进行一次初步的识别，然后由人工在仪表表盘上设定一中心标识，计算机匹配人工设定的中心标识后，确立一个临时中心点，接着以临时中心点作为圆心画一圆，该圆与指针的边缘线有四个交点，将两侧两个交点连线的中点连接，作为指针线，其中距离较近的两个点的方向作为指针的指向；

2）检定开始后，指针开始转动，再次捕捉指针线，两次捕捉的指针线的交点作为表计中心点；以这个表计中心点为圆心作一圆弧，使圆弧与每个刻度标识的边缘有两个交点，这两个交点的中点连接表计中心点作为刻度标识线；

3）相邻的两个中点到指针线与圆弧形成交点的距离分别记为a和b，假设指针两侧的刻度数组计数为Tmp(n)，Tmp(n+1)，那么得出温度值为：

$\mathrm{Tmp}\left(n\right)=[\mathrm{Tmp}(n+1)-\mathrm{Tmp}\left(n\right)]\×\frac{a}{a+b};$

如指针两侧只有一侧有刻度线（即油面温度计指针所在位置在全量程以外的情况），比较与指针最近的两个刻度和圆弧形成的交点的中点和指针与圆弧形成交点的位置：

如果两个中点都在指针左侧，即指针所指位置超过最大温度值的情况，取温度数组的最后两个数据Tmp(n)，Tmp(n+1)，那么得出温度值为：

$\mathrm{Tmp}(n+1)+[\mathrm{Tmp}(n+1)-\mathrm{Tmp}\left(n\right)]\×\frac{a}{a-b};$

如果两个中点都在指针右侧，即指针所指位置小于量程最低温度值的情况，取温度数组的最前两个数据Tmp(1)，Tmp(2)，那么得出温度值为：

$\mathrm{Tmp}\left(1\right)-[\mathrm{tmp}\left(2\right)-\mathrm{Tmp}\left(1\right)]\×\frac{a}{b-a}.$

本发明通过计算机对仪表盘几个关键位置的识别建立起读数坐标系，根据指针在坐标系中的位置计算当前读数值；方法相对简单，即使表计在检定过程中有轻微的震动或者表计表面有少许陈旧或缺陷，识别成功率也能得到保证；特别是中心点的位置识别方法相对较为可靠，所以读数稳定性和准确度较高。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明表盘的主要标识图。

图2－4为本发明指针线的识别过程图。

图5为本发明表盘中心点的确定图。

图6为本发明检定开始后指针的指示位置图。

图7为图6中指针线与左右两侧刻度线的距离图。

具体实施方式

表盘上的各种主要标识（中心标识、指针标识、水平标识、刻度标识）如图1中所示，以人工确立的中心点为圆心，画一小圆于指针边缘线有四个交点，如图2－4中所示，两个相距较近的交点为一组进行连线，两条连线的中点连接起来即为指针标识。在检定开始后，指针转过一定的角度，再以同样的方法确立另一条指针标识线，两条指针标识线的交点即为表盘较为准确的中心点，如图5所示。在中心点确定以后，同样的方法画圆，通过圆弧与表盘刻度边缘线的交点可以一一确定刻度标识的位置，从而建立起一个完善的读数坐标系，为计算机的后续数据处理做好准备。

当指针指向如图6中所在位置时，计算机通过摄像头和图像处理软件（用于实现对图像进行识别分析）的辅助，并通过前面所述方法对图像进行识别分析，可以判断指针所指位置在34℃和36℃之间，通过中点连线的距离测量（如图7所示），计算机判断出指针中点到34℃刻度标识中点的距离为1.2mm，而指针中点到36℃刻度标识中点的距离为1.8mm，则此时指针所指位置的读数按照如下公式进行计算：

完成计算后，计算机将会把计算结果返回到用户界面，并同时对数据进行实时储

$T=\mathrm{Tmp}\left(n\right)+[\mathrm{Tmp}(n+1)-\mathrm{Tmp}\left(n\right)]\×\frac{a}{a+b}$

$=34+(36-34)\×\frac{1.2}{1.2+1.8}$

$=34.8$

存，最终将有意义的数据反馈到数据记录表格中。

Claims (1)

1.一种指针式温度计自动读数方法，其步骤如下：

1）检定开始前，通过摄像头对仪表表盘图像进行截取，摄像头通过数据线与一计算机连接，根据摄像头截取的图像，计算机对表盘主刻度及指针边缘线进行一次初步的识别，然后由人工在仪表表盘上设定一中心标识，计算机匹配人工设定的中心标识后，确立一个临时中心点，接着以临时中心点作为圆心画一圆，该圆与指针的边缘线有四个交点，将两侧两个交点连线的中点连接，作为指针线，其中距离较近的两个点的方向作为指针的指向；

2）检定开始后，指针开始转动，计算机再次捕捉指针线，两次捕捉的指针线的交点作为表计中心点；以这个表计中心点为圆心作一圆弧，使圆弧与每个刻度标识的边缘有两个交点，这两个交点的中点连接表计中心点作为刻度标识线；

3）相邻的两个中点到指针线与圆弧形成交点的距离分别记为a和b，假设指针两侧的刻度数组计数为Tmp(n)，Tmp(n+1)，那么得出温度值为：

$\mathrm{Tmp}\left(n\right)=[\mathrm{Tmp}(n+1)-\mathrm{Tmp}\left(n\right)]\×\frac{a}{a+b};$

如指针两侧只有一侧有刻度线，比较与指针最近的两个刻度和圆弧形成的交点的中点和指针与圆弧形成交点的位置：

如果两个中点都在指针左侧，即指针所指位置超过最大温度值的情况，取温度数组的最后两个数据Tmp(n)，Tmp(n+1)，那么得出温度值为：

$\mathrm{Tmp}(n+1)+[\mathrm{Tmp}(n+1)-\mathrm{Tmp}\left(n\right)]\×\frac{a}{a-b};$

如果两个中点都在指针右侧，即指针所指位置小于量程最低温度值的情况，取温度数组的最前两个数据Tmp(1)，Tmp(2)，那么得出温度值为：

$\mathrm{Tmp}\left(1\right)-[\mathrm{tmp}\left(2\right)-\mathrm{Tmp}\left(1\right)]\×\frac{a}{b-a}.$

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