CN105004359A - 指针式仪表的读数方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种指针式仪表的读数方法，包括：生成标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时对应的准确读数与标准仪表图像上指针指示的读数的对应表，准确读数为指定刻度线的正上方对应读取的数值，标准仪表图像为标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时的图像；在定点位置获取被测指针式仪表的被测仪表图像；对被测仪表图像进行图像识别处理，读取出被测仪表图像上指针指示的读数；查找对应表，获取被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数并作为被测指针式仪表的实际读数。可以避免获取图像过程中的光学误差而导致的读数误差，提高指针式仪表读数的准确度。

Description

指针式仪表的读数方法和系统

技术领域

本发明涉及测量仪器领域，特别是涉及一种指针式仪表的读数方法和系统。

背景技术

指针式仪表是一种指示仪表，可以通过读取指针所指示的刻度线位置得到对应量程的数值。例如指针式电压表和指针式电流表。由于指针式仪表不是直接给出数值，而是需要通过指针的指示读取得到数值，因此，指针式仪表数值读取的准确度不仅跟仪表本身有关，还跟读取是否准确有关。

目前常用的指针式仪表的读数方法是通过相机拍摄指针式仪表的图像后，通过图像识别读取出图像中指针所指的数值。相机拍摄图像存在光学误差，而只有在指针与指针在刻度盘下方平面镜中的像完全重合时读数才是准确的，因此相机拍摄识别易引起读数误差。例如，当相机拍摄的角度并不是正对当前指针位置时，读数不准确。一般情况下，现有的识别指针式仪表读数的方法准确度不高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种读数准确度较高的指针式仪表的读数方法和系统。

一种指针式仪表的读数方法，包括如下步骤：

对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量，生成所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时对应的准确读数与标准仪表图像上指针指示的读数的对应表，所述准确读数为所述指定刻度线的正上方对应读取的数值，所述标准仪表图像为所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时的图像；

在定点位置获取被测指针式仪表的被测仪表图像；

对所述被测仪表图像进行图像识别处理，读取出所述被测仪表图像上指针指示的读数；

查找所述对应表，获取所述被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数并作为所述被测指针式仪表的实际读数。

一种指针式仪表的读数系统，包括：

对应表生成模块，用于对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量，生成所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时对应的准确读数与标准仪表图像上指针指示的读数的对应表，所述准确读数为所述指定刻度线的正上方对应读取的数值，所述标准仪表图像为所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线的图像；

仪表图像获取模块，用于在定点位置获取被测指针式仪表的被测仪表图像；

图像识别读数模块，用于对所述被测仪表图像进行图像识别处理，读取出所述被测仪表图像上指针指示的读数；

实际读数获取模块，用于查找所述对应表，获取所述被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数并作为所述被测指针式仪表的实际读数。

上述的指针式仪表的读数方法和系统，通过对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量并生成对应表，需要对被测指针式仪表进行读数操作时，在定点位置获取被测指针式仪表的指针指示在指定刻度线时的被测仪表图像，并根据被测仪表图像获取被测仪表上指针指示的读数，查找对应表并获取与被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数，即可得到被测指针式仪表的实际读数。通过查表的方法得到被测指针式仪表的读数，避免了获取图像过程中的光学误差而导致的读数误差，提高了指针式仪表读数的准确度。

附图说明

图1为一实施例中本发明指针式仪表的读数方法的流程图；

图2为一实施例中图1所示的对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量的流程图；

图3为一实施例中图2所示对标准仪表图像进行图像识别处理得到各个标准仪表图像上指针指示的读数的流程图；

图4为一实施例中图1所示的查找对应表，获取被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数并作为被测指针式仪表的实际读数的流程图；

图5为一实施例中本发明指针式仪表的读数系统的模块图；

图6为另一实施例中本发明指针式仪表的读数系统的模块图；

图7为一实施例中对应表生成模块的具体单元图；

图8为一实施例中图7所示标准读数获取单元的子单元图；

图9为一实施例中实际读数获取模块的具体单元图。

具体实施方式

参考图1，本发明一实施例中一种指针式仪表的读数方法，包括步骤S110至步骤S170。

S110：对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量，生成标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时对应的准确读数与标准仪表图像上指针指示的读数的对应表。

准确读数为指定刻度线的正上方对应读取的数值，即，准确读数为无误差的读数。每一个指定刻度线可以对应一个准确读数。

标准仪表图像为标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时的图像。例如，可以通过摄像机拍摄获取标准指针式仪表的标准仪表图像。

指定刻度线可以是从指针式仪表的所有刻度线中的选择的几个具有代表性的刻度线，例如，从零刻度线开始，每隔预定间隔选取一个刻度线。指定刻度线也可以是指针式仪表的所有刻度线，针对每一个刻度线进行读数测量，可以得到包括所有刻度线的准确读数的对应表。

在其中一个实施例中，步骤S110之前，包括：

驱动标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线处。

例如，可以使用基准源连接标准指针式仪表，基准源输出相应的值以驱动标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线处。

S130：在定点位置获取被测指针式仪表的被测仪表图像。

被测指针式仪表的被测仪表图像也可以使用摄像机在定点位置拍摄获得。其中，定点位置为位于被测指针式仪表上方的固定位置。不同的指定刻度线对应同一个定点位置获取被测仪表图像，不需要每一次都移动摄像机，操作方便。

在其中一实施例中，在定点位置获取被测指针式仪表的被测仪表图像之前，还包括选取定点位置的步骤。本实施例中，通过活动连接于电控位移平台上的摄像机获取被测仪表图像，可以通过控制电控位移平台带动摄像机移动到获取较为清晰的被测仪表图像的位置，则选取该位置为定点位置。

S150：对被测仪表图像进行图像识别处理，读取出被测仪表图像上指针指示的读数。

S170：查找对应表，获取被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数并作为被测指针式仪表的实际读数。

上述的一种指针式仪表的读数方法，通过对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量并生成对应表，需要对被测指针式仪表进行读数操作时，在定点位置获取被测指针式仪表的指针指示在指定刻度线时的被测仪表图像，并根据被测仪表图像获取被测仪表上指针指示的读数，查找对应表并获取与被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数，即可得到被测指针式仪表的实际读数。通过查表的方法得到被测指针式仪表的读数，避免了获取图像过程中的光学误差而导致的读数误差，提高了指针式仪表读数的准确度。

在其中一个实施例中，步骤S110之前还包括步骤：对标准指针式仪表进行校零操作，控制基准源驱动标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线处。在步骤S110之前对标准指针式仪表进行校零，可以提高指针式仪表指针指示的准确性。

在其中一个实施例中，参考图2，步骤S110中，对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量，包括步骤S111和步骤S113。

步骤S111：获取标准指针式仪表的指针指示多个指定刻度线的准确读数。

步骤S113：在定点位置获取标准指针式仪表的指针指示各个指定刻度线时的标准仪表图像，对标准仪表图像进行图像识别处理得到各个标准仪表图像上指针指示的读数。

在其中一个实施例中，参考图3，步骤S113中，对标准仪表图像进行图像识别处理得到各个标准仪表图像上指针指示的读数，包括步骤S1131至步骤S1139。

S1131：获取标准指针式仪表的量程。

S1133：识别标准仪表图像中的刻度线，对刻度线依次排序并编号得到每根刻度线的刻度编号。

S1135：根据标准指针式仪表的量程获取每个刻度编号对应的刻度值和标准指针式仪表的分度值。

S1137：识别标准指针式仪表的指针，选取与标准指针式仪表的指针的顶点最近的两根刻度线，并分别获取最近的两根刻度线的刻度值和标准指针式仪表的指针的顶点到最近的两根刻度线的距离值。

S1139：根据最近的两根刻度线的刻度值、标准指针式仪表的指针的顶点到最近的两根刻度线的距离值和标准指针式仪表的分度值获取标准仪表图像上指针指示的读数。

指针式仪表的同一个表盘可以对应有两个量程。量程的获取可以通过对标准仪表图像进行量程选取区域的识别得到，也可以是事先设置好预定的量程。针对不同的量程，获取对应量程的分度值和各个刻度线的刻度值，并根据识别标准指针式仪表的指针位置，即可得到指针指示的读数。

在其中一实施例中，步骤S150中对被测仪表图像进行图像识别处理，具体也可以对被测指针式仪表进行类似步骤S1131至步骤S1139的操作。即，将步骤S1131至步骤S1139中的标准指针式仪表换成被测指针式仪表，可以实现步骤S150。

在其中一个实施例中，参考图4，步骤S170包括步骤S171至步骤S173。

S171：判断对应表中是否有与被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数。若是，则执行步骤S173。

S173：将与被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数作为被测指针式仪表的实际读数。

通过查找对应表中与被测指针式仪表的指针指示的读数相等的准确读数，将其作为被测指针式仪表的实际读数，避免了获取图像过程中的光学误差而导致的读数误差，提高了指针式仪表读数的准确度。

参考图5，本发明一实施例中一种指针式仪表的读数系统，包括对应表生成模块110、仪表图像获取模块130、图像识别读数模块150和实际读数获取模块170。

对应表生成模块110用于对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量，生成标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时对应的准确读数与标准仪表图像上指针指示的读数的对应表。

准确读数为指定刻度线的正上方对应读取的数值。即，准确读数为无误差的读数。每一个指定刻度线对应一个准确读数。

标准仪表图像为标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线的图像。例如，可以通过摄像机拍摄获取标准指针式仪表的标准仪表图像。

指定刻度线可以是从选择指针式仪表的所有刻度线中的选择的几个具有代表性的刻度线，例如，从零刻度线开始，每隔预定间隔选取一个刻度线。指定刻度线也可以是指针式仪表的所有刻度线，针对每一个刻度线进行读数测量，可以得到包括所有刻度线的准确读数的对应表。

在其中一个实施例中，参考图6，上述指针式仪表的读数系统还包括驱动仪表指针模块100，用于驱动标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线处。例如，可以使用基准源连接标准指针式仪表，基准源输出相应的值以驱动标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线处。

仪表图像获取模块130用于在定点位置获取被测指针式仪表的被测仪表图像。

被测指针式仪表的被测仪表图像也可以使用摄像机在定点位置拍摄获得。其中，定点位置为位于被测指针式仪表上方的固定位置。不同的指定刻度线对应同一个定点位置获取被测仪表图像，不需要每一次都移动摄像机，操作方便。

图像识别读数模块150用于对被测仪表图像进行图像识别处理，读取出被测仪表图像上指针指示的读数。

实际读数获取模块170用于查找对应表，获取被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数并作为被测指针式仪表的实际读数。

上述的一种指针式仪表的读数系统，通过对应表生成模块110对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量，生成对应表，需要对被测指针式仪表进行读数操作时，仪表图像获取模块130在定点位置获取被测指针式仪表的指针指示在指定刻度线时的被测仪表图像，图像识别读数模块150根据被测仪表图像获取被测仪表上指针指示的读数，实际读数获取模块170查找对应表，获取与被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数，即可得到被测指针式仪表的实际读数。通过查表的方法得到被测指针式仪表的读数，避免了获取图像过程中的光学误差而导致的读数误差，提高了指针式仪表读数的准确度。

在其中一个实施例中，参考图7，对应表生成模块110包括：

准确读数获取单元111，用于获取标准指针式仪表的指针指示多个指定刻度线的准确读数。

标准读数获取单元113，用于获取标准指针式仪表的指针指示各个指定刻度线时的标准仪表图像，对标准仪表图像进行图像识别处理得到各个标准仪表图像上指针指示的读数。

对应表格生成单元115，用于生成标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时对应的准确读数与标准仪表图像上指针指示的读数的对应表。

在其中一个实施例中，参考图8，标准读数获取单元113包括：

量程获取子单元1131，用于获取标准指针式仪表的量程。

第一识别子单元1133，用于识别标准仪表图像中的刻度线，对刻度线依次排序并编号得到每根刻度线的刻度编号。

第一计算子单元1135，用于根据标准指针式仪表的量程获取每个刻度编号对应的刻度值和标准指针式仪表的分度值。

第二识别子单元1137，用于识别标准指针式仪表的指针，选取与标准指针式仪表的指针的顶点最近的两根刻度线，并分别获取最近的两根刻度线的刻度值和标准指针式仪表的指针的顶点到最近的两根刻度线的距离值。

第二计算子单元1139，用于根据最近的两根刻度线的刻度值、标准指针式仪表的指针的顶点到最近的两根刻度线的距离值和标准指针式仪表的分度值获取标准仪表图像上指针指示的读数。

指针式仪表的同一个表盘可以对应有两个量程。量程的获取可以通过对标准仪表图像进行量程选取区域的识别得到，也可以是事先设置好预定的量程。针对不同的量程，获取对应量程的分度值和各个刻度线的刻度值，并根据识别指针式仪表的指针位置，即可得到指针指示的读数。

在其中一实施例中，图像识别读数模块150中对被测仪表图像进行图像识别处理的方式与标准读数获取单元111实现的方式相同。

在其中一个实施例中，参考图9，实际读数获取模块170包括：

等值判断单元171，用于判断对应表中是否有与被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数。

读数判定单元173，用于在对应表中有与被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数时，将与被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数作为被测指针式仪表的实际读数。

通过查找对应表中与被测指针式仪表的指针指示的读数相等的准确读数，将其作为被测指针式仪表的实际读数，避免了获取图像过程中的光学误差而导致的读数误差，提高了指针式仪表读数的准确度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种指针式仪表的读数方法，其特征在于，包括如下步骤：

对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量，生成所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时对应的准确读数与标准仪表图像上指针指示的读数的对应表，所述准确读数为所述指定刻度线的正上方对应读取的数值，所述标准仪表图像为所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时的图像；

在定点位置获取被测指针式仪表的被测仪表图像；

对所述被测仪表图像进行图像识别处理，读取出所述被测仪表图像上指针指示的读数；

查找所述对应表，获取所述被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数并作为所述被测指针式仪表的实际读数。

2.根据权利要求1所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，所述对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量之前，包括：

驱动所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线处。

3.根据权利要求1所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，所述对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量，包括：

获取所述标准指针式仪表的指针指示多个指定刻度线的准确读数；

在定点位置获取所述标准指针式仪表的指针指示各个指定刻度线时的标准仪表图像，对所述标准仪表图像进行图像识别处理得到各个标准仪表图像上指针指示的读数。

4.根据权利要求3所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，所述对所述标准仪表图像进行图像识别处理得到各个标准仪表图像上指针指示的读数，包括：

获取所述标准指针式仪表的量程；

识别所述标准仪表图像中的刻度线，对所述刻度线依次排序并编号得到每根刻度线的刻度编号；

根据所述标准指针式仪表的量程获取每个刻度编号对应的刻度值和所述标准指针式仪表的分度值；

识别所述标准指针式仪表的指针，选取与所述标准指针式仪表的指针的顶点最近的两根刻度线，并分别获取所述最近的两根刻度线的刻度值和所述标准指针式仪表的指针的顶点到所述最近的两根刻度线的距离值；

根据所述最近的两根刻度线的刻度值、所述标准指针式仪表的指针的顶点到所述最近的两根刻度线的距离值和所述标准指针式仪表的分度值获取所述标准仪表图像上指针指示的读数。

5.根据权利要求1所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，所述查找所述对应表，获取所述被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数并作为所述被测指针式仪表的实际读数，包括：

判断所述对应表中是否有与所述被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数；

若是，将与所述被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数作为所述被测指针式仪表的实际读数。

6.一种指针式仪表的读数系统，其特征在于，包括：

对应表生成模块，用于对标准指针式仪表进行多个指定刻度线的读数测量，生成所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时对应的准确读数与标准仪表图像上指针指示的读数的对应表，所述准确读数为所述指定刻度线的正上方对应读取的数值，所述标准仪表图像为所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线的图像；

仪表图像获取模块，用于在定点位置获取被测指针式仪表的被测仪表图像；

图像识别读数模块，用于对所述被测仪表图像进行图像识别处理，读取出所述被测仪表图像上指针指示的读数；

实际读数获取模块，用于查找所述对应表，获取所述被测仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数并作为所述被测指针式仪表的实际读数。

7.根据权利要求6所述的指针式仪表的读数系统，其特征在于，还包括驱动仪表指针模块，用于驱动所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线处。

8.根据权利要求6所述的指针式仪表的读数系统，其特征在于，所述对应表生成模块包括：

准确读数获取单元，用于获取所述标准指针式仪表的指针指示多个指定刻度线的准确读数；

标准读数获取单元，用于获取所述标准指针式仪表的指针指示各个指定刻度线时的标准仪表图像，对所述标准仪表图像进行图像识别处理得到各个标准仪表图像上指针指示的读数；

对应表格生成单元，用于生成所述标准指针式仪表的指针指示在各个指定刻度线时对应的准确读数与标准仪表图像上指针指示的读数的对应表。

9.根据权利要求8所述的指针式仪表的读数系统，其特征在于，所述标准读数获取单元包括：

量程获取子单元，用于获取所述标准指针式仪表的量程；

第一识别子单元，用于识别所述标准仪表图像中的刻度线，对所述刻度线依次排序并编号得到每根刻度线的刻度编号；

第一计算子单元，用于根据所述标准指针式仪表的量程获取每个刻度编号对应的刻度值和所述标准指针式仪表的分度值；

第二识别子单元，用于识别所述标准指针式仪表的指针，选取与所述标准指针式仪表的指针的顶点最近的两根刻度线，并分别获取所述最近的两根刻度线的刻度值和所述标准指针式仪表的指针的顶点到所述最近的两根刻度线的距离值；

第二计算子单元，用于根据所述最近的两根刻度线的刻度值、所述标准指针式仪表的指针的顶点到所述最近的两根刻度线的距离值和所述标准指针式仪表的分度值获取所述标准仪表图像上指针指示的读数。

10.根据权利要求6所述的指针式仪表的读数系统，其特征在于，所述实际读数获取模块包括：

等值判断单元，用于判断所述对应表中是否有与所述被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数；

读数判定单元，用于在对应表中有与所述被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数时，将与所述被测仪表图像上指针指示的读数相等的标准仪表图像上指针指示的读数对应的准确读数作为所述被测指针式仪表的实际读数。