CN103542905A

CN103542905A - 一种水表流量识别方法

Info

Publication number: CN103542905A
Application number: CN201310503204.2A
Authority: CN
Inventors: 李�杰; 林军; 吕丹; 黄志煌; 谢清群; 李刚; 郑雄
Original assignee: Fujian Metrology Institute
Current assignee: Fujian Metrology Institute
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-10-23
Also published as: CN103542905B

Abstract

本发明提供一种水表流量识别方法,包括如下步骤：步骤1、在水表上方安装摄像头，所述摄像头拍摄界面包括水表表盘上一示值标盘；步骤2、通过摄像头进行拍照，然后对指针当前转过的总角度进行记录，再计算识别过程中指针转过的总圈数m；所述摄像头的最小帧数大于水表处于最大流量时最小计量档位的示值标盘上指针每秒转过的圈数；步骤3、通过公式M*m*10获得水表流量，M为所述示值标盘对应的计量档位，m为指针转过的总圈数。本发明具有如下优点：通过摄像技术识别某一计量档位的示值标盘上指针转动的圈数，从而转换为水表流量的水表读数，其操作简单且流量识别精确，还可用于水表检定。

Description

一种水表流量识别方法

【技术领域】

本发明涉及一种水表流量识别方法。

【背景技术】

水表是用于管道水流量计量的流量计。传统的水表识别是通过肉眼读数，人工繁琐、费时。摄像技术发展以来，水表识别有了新方法，即通过摄像头拍摄一包含水表表面的图片，然通过计算机识别表盘的各个指针所指向的数字得到水表的流量，该方法需要识别每一位读数，识别错误率大，且对硬件、软件要求高。由于其识别精度与摄像头像素高低关系密切，但水表是千家万户的必须安装的设备，若选用昂贵的高像素摄像头，容易失窃且提高用户的使用成本，显然行不通，若选用像素低的摄像头容易产生较大的辨识误差，因此，该方法可行性较差。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种水表流量识别方法，其操作简单且流量识别精确，还可用于水表检定。

本发明是这样实现的：

一种水表流量识别方法，包括如下步骤：

步骤1、在水表上方安装摄像头，所述摄像头拍摄界面包括水表表盘上一示值标盘，所述示值标盘为记录最小计量档位的水表流量标盘，或者所述示值标盘为与读数精确度要求相一致的计量档位的水表流量标盘；所述读数精度要求由用户自定义；所述水表为指针式水表；

步骤2、识别开始，通过摄像头进行拍照，然后对指针当前转过的总角度值进行实时记录；识别结束时，得到指针在整个识别过程中转过的总角度值C，通过公式m=C/360°求得指针转过的总圈数m；当所述示值标盘为记录最小计量档位的水表流量标盘时，所述摄像头的最小帧数大于水表处于最大量档位的示值标盘上指针每秒转过的圈数；当所述示值标盘为与读数精确度要求相一致的计量档位的水表流量标盘时，所述摄像头的最小帧数大于处于最大流量时与读数精确度要求相一致的计量档位的示值标盘上指针每秒转过的圈数；

步骤3、通过公式M*m*10获得水表流量，M为所述示值标盘对应的计量档位。

进一步地，所述水表的最大流量Q₄，Q₄=Q₃*1.25，所述Q₃为水表的常用流量，则摄像头的最小帧数t=Q₄/（3600*M）。

进一步地，所述步骤2具体为：

步骤21、选取示值标盘上任意一位置为指针的参考零度，识别开始；

步骤22、摄像头拍照，记录当前拍摄到的图片中指针的相对角度值，所述相对角度值是指针相对于参考零度的角度值，以顺时针方向为正方向，0°≤相对角度值≤360°；

步骤23、然后将当前图片的相对角度值与集合A中最新记录的相对角度值作比较：

若当前图片的相对角度值与集合A中最新记录的相对角度值之间的角度差值的绝对值大于误差值α，则当前图片的相对角度值有效，将其存入集合A中，而后，当前图片的相对角度值即更新为集合A的最新记录，用于下一次拍照时求误差值α，然后执行步骤24；采用所述误差值α起到避免指针抖动引起水表流量精度降低的作用；所述集合A用于记录有效的相对角度值，集合A的表示方式为：集合A={a₀,a₁,a₂….a_i….a_n}，0≤i≤n，n为自然数，

若当前图片的相对角度值与集合A中最新记录的相对角度值之间的角度差值的绝对值小于误差值α，则放弃当期图片的相对角度值，不存入集合A中，返回步骤22；

步骤24、求当前图片中指针转过的绝对角度值b_i；从所述集合A中提取最新记录的相对角度值和最近的上一条记录的相对角度值，分别用a_i和a_i-1表示，

当i=0时，b₀=a₀-0=a₀

当i＞0，且a_i＞a_i-1，b_i=a_i-a_i-1，

当i＞0，且a_i≤a_i-1，b_i=a_i-a_i-1+360°；

步骤25、将绝对角度值b_i加入变量TotalAngle中，所述变量TotalAngle用于累加每次求得的绝对角度值b_i，因此，TotalAngle中的值表示指针当前转过的总角度值；

步骤26、识别未结束，继续拍照，返回步骤22，否则，识别结束，拍照停止，从所述变量TotalAngle中获得指针在整个识别过程中转过的总角度值C，通过公式m=C/360°求得指针转过的总圈数m，然后执行所述步骤3。

进一步地，所述示值标盘为记录最小位水表读数的标盘时，0°≤误差值α≤5°。

进一步地，所述方法用于水表检定，在开始检定之前将一水表标准器与水表串接在同一水管上，然后开始所述步骤1至步骤3，在所述步骤3之后，还包括步骤4；所述步骤4具体为：将步骤3中得到的水表流量与水表标准器的测量值作比较，判定该水表是否合格，所述水表标准器的测量值直接从水表标准器上读取。

进一步地，所述水表标准器为计量称或计量罐。

本发明具有如下优点：通过摄像技术识别某一计量档位的示值标盘上指针转动的圈数，从而转换为水表流量的水表读数，其操作简单且流量识别精确，还可用于水表检定。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明水表表面的示意图。

图2为本发明统计指针转过总角度的流程示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1，该图为水表1表面示意图，指针式水表1是十进位累进计数，水表指示数按照水表1口径的不同有个、十、百、千、（万、十万、百万）四至七位数，图中左半边的四个示值标盘（一般用黑盘表示）从上往下分别表示水表读数的个位、十位、百位、千位，图中右半边的四个示值标盘（一般用红盘表示）从上往下分别表示水表读数的十分位、百分位、千分位、万分位。水表1的计量单位一般为立方米（即吨），相邻两个示值标盘上的指针的齿轮间的速比为10：1，由此构成连续十进制方式，即当万分位转过10000000圈时，千位转过1圈，百位转过10圈，十位转过100圈，个位转过1000圈，十分位转过10000圈，百分位转过100000圈，千分位转过1000000圈，各示值标盘上指针所代表的读数都与代表最小计量档位读数的示值标盘相关联。

需要说明的是：本发明将各示值标盘所代表的水表读数的位数作为该示值标盘的计量档位，例如：表示水表读数十分位的示值标盘，该示值标盘的计量档位为0.1，表示水表读数万分位的示值标盘，该示值标盘的计量档位为0.0001。

现以一较佳实施例说明本发明的实施过程：

一种水表流量识别方法，包括如下步骤：

步骤1、在水表上方安装摄像头，所述摄像头拍摄界面包括水表表盘上一示值标盘，所述示值标盘为记录最小计量档位的水表流量标盘，或者所述示值标盘为与读数精确度要求相一致的计量档位的水表流量标盘；所述读数精度要求由用户自定义；所述水表为指针式水表；例如，用户要求水表流量精确到百分位，则所述摄像头拍摄的示值标盘为百分位的示值标盘，即图1中的右半边从上往下的第二个×0.01的示值标盘；

步骤2、识别开始，通过摄像头进行拍照，然后对指针当前转过的总角度值进行实时记录；识别结束时，得到指针在整个识别过程中转过的总角度值C，通过公式m=C/360°求得指针转过的总圈数m；当所述示值标盘为记录最小计量档位的水表流量标盘时，所述摄像头的最小帧数大于水表处于最大量档位的示值标盘上指针每秒转过的圈数；当所述示值标盘为与读数精确度要求相一致的计量档位的水表流量标盘时，所述摄像头的最小帧数大于处于最大流量时与读数精确度要求相一致的计量档位的示值标盘上指针每秒转过的圈数；所述水表的最大流量Q₄可以通过Q₄=Q₃×1.25求得，所述Q₃为水表的常用流量，水表的最大流量为常用流量的1.25倍，则摄像头的最小帧数t=Q₄/（3600*M）；需要说明的是，任意一款水表的常用流量可通过水表上的水表代号获得，例如N1.5表示表示常用流量为1.5m³/h；

请参阅图2，所述步骤2具体为：

步骤22、摄像头拍照，记录当前拍摄到的图片中指针的相对角度值，所述相对角度值是指针相对于参考零度的角度值，以顺时针方向为正方向，相对角度值取正值，0°≤相对角度值≤360°；下文将当前拍摄到的图片简称为当前图片；

若当前图片的相对角度值与集合A中最新记录的相对角度值之间的角度差值的绝对值大于误差值α，则当前图片的相对角度值有效，将其存入集合A中，而后，当前图片的相对角度值即更新为集合A的最新记录，用于下一次拍照时求误差值α，然后执行步骤24；

采用所述误差值α起到避免指针抖动引起水表流量精度降低的作用；所述示值标盘为记录最小计量档位水表流量的标盘时，0°≤误差值α≤5°；当所述是指表盘为其他计量档位的水表读数时，例如，计量档位为百分位的示值标盘时，则误差值α应该取一个更小的值，这样才能保证水表流量的准确性；

所述集合A用于记录有效的相对角度值，集合A的表示方式为：集合A={a₀,a₁,a₂….a_i….a_n}，0≤i≤n，n为自然数，第i个有效的相对角度值即为a_i；集合A中的相对角度值是随着拍照次数增加而逐一存入集合A;

当i=0时，b₀=a₀-0=a₀

当i＞0，且a_i＞a_i-1，b_i=a_i-a_i-1，

当i＞0，且a_i≤a_i-1，b_i=a_i-a_i-1+360°；

步骤26、识别未结束，继续拍照，返回步骤22，否则，识别结束，拍照停止，从所述变量TotalAngle中获得指针在整个识别过程中转过的总角度值C，通过公式m=C/360°求得指针转过的总圈数m，然后执行所述步骤3；

步骤3、通过公式M*m*10获得水表流量，M为所述示值标盘对应的计量档位，m为指针转过的总圈数。

将所述方法用于水表检定时，在开始检定之前将一水表标准器与水表串接在同一水管上，然后开始所述步骤1至步骤3，在所述步骤3之后，执行步骤4；所述步骤4具体为：将步骤3中得到的水表流量与水表标准器的测量值作比较，判定该水表是否合格，所述水表标准器的测量值直接从水表标准器上读取。所述水表标准器为计量称或计量罐。所述判定水表合格的标准是依据《冷水表检定规程》。

本发明水表流量识别方法具体应用过程中，本领域技术人员一般结合计算机技术获取指针转过的角度，这样可以提高处理速度。

本发明通过摄像技术识别某一计量档位的示值标盘上指针转动的圈数，从而转换为水表流量的水表读数，其操作简单且流量识别精确，还可用于水表检定。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims

1.一种水表流量识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水表流量识别方法，其特征在于：所述水表的最大流量Q₄，Q₄=Q₃*1.25，所述Q₃为水表的常用流量，则摄像头的最小帧数t=Q₄/（3600*M）。

3.根据权利要求1所述的一种水表流量识别方法，其特征在于：所述步骤2具体为：

当i=0时，b₀=a₀-0=a₀

当i＞0，且a_i＞a_i-1，b_i=a_i-a_i-1，

当i＞0，且a_i≤a_i-1，b_i=a_i-a_i-1+360°；

4.根据权利要求3所述的一种水表流量识别方法，其特征在于：所述示值标盘为记录最小位水表读数的标盘时，0°≤误差值α≤5°。

5.根据权利要求1所述的一种水表流量识别方法，其特征在于：所述方法用于水表检定，在开始检定之前将一水表标准器与水表串接在同一水管上，然后开始所述步骤1至步骤3，在所述步骤3之后，还包括步骤4；所述步骤4具体为：将步骤3中得到的水表流量与水表标准器的测量值作比较，判定该水表是否合格，所述水表标准器的测量值直接从水表标准器上读取。

6.根据权利要求5所述的一种水表流量识别方法，其特征在于：所述水表标准器为计量称或计量罐。