CN103115637B - 计量表远程数字图像获取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计量表远程数字图像获取装置，包括摄像头以及反射镜，所述摄像头位于计量表计数器的读数区域之外；所述反射镜将来自计量表计数器的影像反射至摄像头处。本发明利用反射镜，将计量表计数器的图像反射到摄像头处，使得计量表计数器至摄像头之间的光路得到延长，故即使摄像头离开读数区域，也依然可以捕获到计量表计数器数字的图像，避免了因为摄像头的存在而遮挡人工抄表读数；且由于在有限的体积内延长了光路，故摄像头的广角、焦距都能得到有效的调整，使之能够更准确、清晰的获取图像。本发明结构简单可靠，且设计小型化和模块化，可广泛应用在远程自动抄表系统以及其他需要远程获取图像的系统中。

Description

计量表远程数字图像获取装置

技术领域

本发明涉及远程自动抄表系统中的一种图像获取装置。

背景技术

远程自动抄表系统正逐渐取代传统的人工上门读数、抄表的方式，工作人员只需要在中控室就可以实时准确地获知远端用户计量表的读数。

机械式计量仪表要实现远程自动抄表，首先要解决将机械信号转换成电子信号的问题。早期采用的脉冲计数方式已经淘汰；而采用光电直读技术的采样方式也有一定的局限性，一是它需要对计量表的计数器字轮进行改造；二是对抄表数据有疑问时必须要到现场核实，另外，对正在使用的计量表的改装将是一件很困难、甚至是无法实施的工作。而摄像式自动抄表，采用图像自动识别技术对计量表计数器进行图像采集与识别，广泛适用于机械式计量表的自动抄表，真正做到所见即所得，抄表数据零误差。

采用图像识别技术抄表，首先要用摄像头获取计数器所显示出来的数字的图像（下面统称图像），由于摄像头在拍照计数器的图像时，需要一定的广角和焦距，才能完全、清晰地获得计数器上的光学图像信息，因此，摄像头与计数器之间必须要有足够的间距。通常情况下，摄像头是设置在计量表计数器的读数区域。所述读数区域可以视为计量表的一个固有属性，它是指能够直接观察到计数器上面的图像的空间区域，例如当计数器是竖直放置时，它的正前方空间以及该正前方空间的上下左右紧密相邻的空间，则为所述读数区域。所以人工抄表读数时，人的眼睛是处于读数区域中；但为了能让摄像头自动获取图像抄表读数，摄像头也是设在读数区域中。故当用户或抄表人员需要自行人工读表时，处在同一直线上的摄像头会遮挡视线。除此之外，摄像头与计数器之间距离过长，将造成图像获取设备体积过于庞大，不利于制造小型化、安装便捷化和外形美观化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种计量表远程数字图像获取装置，它既解决了摄像头遮挡视线导致妨碍人工读数的问题，还解决了如何在有限的空间内，使计量表的计数器至摄像头之间的光路距离得到延长的问题。另外，本装置的小型化和模块化，使得摄像式自动抄表技术更容易推广应用。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

计量表远程数字图像获取装置，包括摄像头以及反射镜，所述摄像头位于计量表计数器的读数区域之外；所述反射镜将来自计量表计数器的影像反射至摄像头处。

所述反射镜固定在一个可使反射镜从读数区域之外移送到读数区域中、以及复位的升降机构上。

所述反射镜为平面镜或全反射透镜。

本发明的有益效果是：

由于反射镜的存在，计量表计数器的图像就可以被反射镜所反射到摄像头处，从而在有限的空间内延长了光路，让摄像头的广角、焦距都得到有效的调整，使之能够更准确、清晰地获取计数器图像。因为是利用镜面反射的原理来设计结构，故摄像头得以脱离读数区域的桎梏，不必再安置在计数器的正前方，这样即使是人工读数时，摄像头也不会阻挡人的视线了。

另外，为了更便于适应人工读数的情况，本发明设置了升降机构。如果需要摄像头获取图像，则升降机构升起，让反射镜进入读数区域，建立完整光路；如果需要人工读数，则升降机构降下，反射镜脱离读数区域，工作人员即可在毫无遮挡的情况下读取计数器信息了。

本发明结构简单可靠，采用小型化和模块化的设计，可广泛应用在远程自动抄表系统以及其它需要无遮挡地获取图像的系统中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的前视方向的轴测示意图；

图2是本发明的后视方向的轴测示意图；

图3是本发明的立体结构剖视图，其表现了本发明的传动机构。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

参照图1～图3，计量表远程数字图像获取装置，包括摄像头以及反射镜1，所述摄像头位于计量表计数器的读数区域之外；所述反射镜1将来自计量表计数器的影像反射至摄像头处。

所述反射镜固定在一个可使反射镜1从读数区域之外移送到读数区域中、以及复位的升降机构上。

所述反射镜1为平面镜或全反射透镜。除了普通的平面镜可作为反射镜，也可以采用特殊的全反射透镜，让光线经过部分反射、部分穿透，使得即使不移开反射镜1，也能既让摄像头获取到图像，人也可以透过透镜来直接观测到表头读数。所以，这里的所述的反射镜，也包括透镜。

然后，所述升降机构包括：底基座2，其上设有导轨；升降盒3，所述反射镜设在升降盒3上，升降盒3与底基座2的导轨联接；程控电机；传动机构，所述传动机构将程控电机与升降盒3联接起来，使程控电机转动时能驱动升降盒3沿底基座2的导轨移动。为了便于直接升降，所述导轨为直线导轨，升降盒3与直线导轨滑动联接。摄像头镜头方向朝上，前后、左右位置可调，且其轴线与读数区域的整体平面呈90度的夹角，反射镜1位于升降盒3的上端，镜面分别与读数区域的整体平面和摄像头呈45度角。

需要指出的是，这里虽然采用升降作为运动方向的描述，但并不代表一定是沿竖直方向进行的运动，因为不排除计量表可能是非水平放置的情况存在。所述升降机构采用升降作为机构的定语，仅仅是为了便于描述和理解而已。另外，如果不应用升降机构，也可以采用翻转、旋转、折叠的机构来实现运动机构及反射镜1的活动与隐蔽。

在本实施例中，本发明还包括能控制升降机构的升降行程、使之定位的位移控制机构。所述位移控制机构包括设在升降盒3外侧的上、下端的位置调节板6以及设在底基座2侧边上的、用于检测位置调节板6的位置来控制升降盒3行程的行程检测元件5。具体地，行程检测元件5可以是光电或磁传感器一类的器件。当底基座上的行程检测元件检测到位置调节板时，则升降盒停止移动并保持在当前位置。除了这种设置传感器的方案之外，还可以应用这种方案来实现行程定位控制：所述程控电机为步进电机时，通过计算机系统控制电机的转动步数，来控制升降盒的升降位置。当反射镜被升到读数区域预设的合适位置时，电机停止转动，摄像头获取图像；反之复位。

传动机构包括设在升降盒3上的、与底基座2的导轨平行的齿条，以及包括与该齿条啮合且与程控电机联接的伞锥齿轮组4。应用齿轮齿条机构，能够比较方便地实现直线运动；为了更进一步节省安装空间，使本装置的体积更小，故将程控电机横向安装（图3中未表示出程控电机），然后用伞锥齿轮组4来进行联接，实现转矩方向的改变。另外，也可以采用常用的滑轮组、凸轮机构等机械传动机构来实现升降盒3的移动。

另外，摄像头在拍摄时，其拍照区域小环境需要有一定的照度，故在所述升降盒3上还设有辅助照明灯。辅助照明灯为LED。

本发明的工作机制是：一般状态下，升降盒3停留在起始位置，用户可以直接目测到计量表上的数值；当远程自动抄表系统启动、需要远程获取计量表的计数器数值图像时，启动程控电机，驱动升降盒3上升，当行程检测元件5检测到位置调节板6时，则升降盒3停止移动并保持在当前位置。这时反射镜1准确地处在读数区域，通过其反射作用，摄像头拍摄到计量表的计数器图像信息（可在本机对获取的计数器图像进行数字图像识别处理，并将处理结果上传到远端；或将计数器数字图像信息上传到远端主机进行数字图像识别处理）。完成图像拍照后，程控电机驱动升降盒3下降，当行程检测元件5检测到位置调节板6时，则升降盒3停止在起始位置，完成复位。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.计量表远程数字图像获取装置，其特征在于：包括摄像头以及反射镜（1），所述摄像头位于计量表计数器的读数区域之外；所述反射镜（1）将来自计量表计数器的影像反射至摄像头处；所述反射镜（1）为平面镜或全反射透镜；

所述反射镜固定在一个可使反射镜（1）从读数区域之外移送到读数区域中、以及复位的升降机构上；

所述升降机构包括：

底基座（2），其上设有导轨；

升降盒（3），所述反射镜设在升降盒（3）上，升降盒（3）与底基座（2）的导轨联接；

程控电机；

传动机构，所述传动机构将程控电机与升降盒（3）联接起来，使程控电机转动时能驱动升降盒（3）沿底基座（2）的导轨移动；

所述传动机构包括设在升降盒（3）上的、与底基座（2）的导轨平行的齿条，以及包括与该齿条啮合且与程控电机联接的伞锥齿轮组（4）。

2.根据权利要求1所述的计量表远程数字图像获取装置，其特征在于：还包括能控制升降机构的升降行程、使之定位的位移控制机构。

3.根据权利要求2所述的计量表远程数字图像获取装置，其特征在于：所述位移控制机构包括设在升降盒（3）外侧的上、下端的位置调节板（6）以及设在底基座（2）侧边上的、用于检测位置调节板（6）的位置来控制升降盒（3）行程的行程检测元件（5）。

4.根据权利要求1所述的计量表远程数字图像获取装置，其特征在于：所述程控电机是通过输入的步进驱动信号、控制升降盒（3）的行程步进电机。

5.根据权利要求1所述的计量表远程数字图像获取装置，其特征在于：所述升降盒（3）上还设有辅助照明灯。