CN105526955A - 一种基于颜色识别位置的方法及计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计量技术领域，尤其是一种基于颜色识别位置的方法及基于此方法所形成的计量装置。其中，方法包括以下步骤：在载体上设置具有色相差异的色带；按照色相的差异将色带中的区域或者位置点划分为多个不同的标识区；建立标识区与载体的行程位置或角度位置之间相对应的数值关系；利用色彩识别器件识别标识区，通过数值关系确定载体的行程位置或角度位置。本发明通过色带中颜色的差异性来计算并确定载体的运动位置，由于颜色的差异相当丰富，通过对颜色的细分可满足对精度设置需求以及对载体的行程位置或者角度位置的全位、非全位的数据读取；整个方法可广泛应用于诸如水表、电表、气表等计量表具内或者其他具有类似需求的领域。

Description

一种基于颜色识别位置的方法及计量装置

技术领域

本发明涉及计量技术领域，尤其是一种基于颜色识别位置的方法及基于此方法所形成的计量装置。

背景技术

众所周知，计数计量在家居、石油、化工、纺织、机械、矿山、国防、农业、食品、印刷等各行业内均具有广泛的应用需求，通常以诸如水表、电表、气表、计数表等相关计量表具对流量、电量或者相关参数进行记录；计数装置作为计量表具中的核心器件，其对计量数据的准确性具有至关重要的影响。

目前，现有的计数计量方式主要有以下几种：

第一种，利用指针式计数器或字轮式计数器等机械计数装置进行读数，特点是读数直观，缺点是需要人工识别及现场抄表，数据误差大，无法实现数据的远程传送，需要大量的工作人员参与，工作量大、效率低下，而且结构装配较为精密；

第二种，利用机械计数装置并结合光电直读或摄像直读的方式进行数据的自动抄读；其中，光电直读的方式需要为每位字轮设置多组光电发射管和接收管，由于结构复杂，对生产工艺的控制提出了很高的要求，容易造成产品成品率低、产品在长期工作状态下可靠性较差；而摄像直读方式则存在以下缺陷：1、需要精确对焦，2、对焦距离较长，一般都有好几厘米，不利于产品的小型化，3、识别数字需要需要运算能力较强的处理器，4、识别率偏低、处理方法复杂。

第三种，采用磁传感技术进行技术计量，其原理是通过诸如磁性角位移传感器等磁阻传感器来感应安装在数字字轮上的永磁体的磁场矢量相位角位置，然后通过相应的数字处理电路转化成数字读数；由于磁阻传感器感应的是磁场分量的强度，在总磁场强度不变的测试位置，会得到最高的测试精度，所以传感器与永磁体之间的相对安装位置会对测量精度造成很大的影响，一旦受到强磁场的干扰，其测量精度可能会大大降低，而且此种方式成本偏高。

其他方式，如采用脉冲式计量方式，其原理是在转轮上放入磁铁，在转轮边安装霍尔传感器或干簧管等磁力传感器；或者在转轮开孔或印上黑白相间的条纹，在转轮旁安装光电传感器。这些方法都是利用转轮转动，在传感器上能产生脉冲，缺点在于：一是传感器要连续供电否则会丢掉漏掉脉冲造成累计误差，二是计量如果错了或漏了则无法自动修正。

因此，如何对现有的计数计量方式提出改进方案，是目前行业内普遍关心并亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的其中一个目的在于一种步骤简单、易于实现、计数精准的基于颜色识别位置的方法；本发明的另一个目的在于提供一种基于上述方法所形成的计量装置，其具有结构简单、计数精准、成本低廉、可靠性高等特点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于颜色识别位置的方法，它包括以下步骤：

S1、在载体上设置具有色相差异的色带；

S2、按照色相的差异将色带中的区域或者位置点划分为多个不同的标识区；

S3、建立标识区与载体的行程位置或角度位置之间相对应的数值关系；

S4、利用色彩识别器件识别标识区，通过数值关系确定载体的行程位置或角度位置。

优选地，在步骤S1中，色带中具有两个不同的基准色，两个基准色之间为由两个基准色按不同比例混合后所形成的过渡色。

优选地，在步骤S1中，色带中具有三个不同的基准色，相邻的两个基准色之间为由三个基准色按不同比例混合后所形成的过渡色。

优选地，所述色彩识别器件为色彩传感器。

优选地，所述载体为运动部件，所述运动部件包括转盘或转轮。

一种计量装置，它包括设置有色带的载体、用于对色带进行光照射的发光元件、用于接收色带反馈的颜色并根据接收到的颜色产生电信号的色彩传感器以及用于对发光元件和色彩传感器进行控制的驱动板，所述色带由多个具有不同色相的颜色区域或位置点形成。

优选地，所述载体为转轮，所述色带设置于转轮的径向圆周表面上，所述色彩传感器和发光元件并行地装设于驱动板上，所述驱动板位于转轮的径向方向。

优选地，所述载体为转盘，所述色带沿转盘的轮廓轨迹设置于转盘的轴向表面上，所述色彩传感器和发光元件并行地装设于驱动板上，所述驱动板位于与转盘的中轴线相平行的位置。

优选地，所述驱动板上设置有用于罩设色彩传感器和发光元件的遮光罩，所述遮光罩上开设有光孔，所述遮光罩与载体之间设置有遮光套，所述光孔与遮光套的内部空间共同形成用于供发光元件的发射光及色带的反射光通过的光线通道。

优选地，所述光孔内还嵌装有导光器件。

由于采用了上述方案，本发明通过色带中颜色的差异性来计算并确定载体的运动位置，由于颜色的差异相当丰富，通过对颜色的细分可满足对精度设置需求以及对载体的行程位置或者角度位置的全位、非全位的数据读取；整个方法可广泛应用于诸如水表、电表、气表等计量表具内或者其他具有类似需求的领域；同时基于此方法所形成的计量装置，则具有可靠性高、精度高、计数精准、抗干扰性强、有效地减少相关部件的配置量、结构简单等诸多优点。

附图说明

图1为本发明实施例的第一种计量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的第二种计量装置的结构示意图；

图3为本发明实施例的第三种计量装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明实施例提供的一种基于颜色识别位置的方法，它包括以下步骤：

S1、在载体(其可根据实际情况进行选择，如水表、电表、气表等计量表具中的转盘或转轮等等，也可为其他计数计量装置中起到计数作用的部件)上设置具有色相差异(泛指颜色差异，其包含颜色的色调差异、纯度差异或者明度差异)的色带；

S2、按照色相的差异将色带中的区域或者位置点划分为多个不同的标识区(即根据实际精度设置的需要将色带中的单一颜色的位置区域或者多种颜色的区域进行划分)；

S3、建立标识区与载体的行程位置或角度位置之间相对应的数值关系(即每个标识区均代表载体的一个行程位置或者角度位置)，并将数值关系存储于诸如数据处理器等控制装置内；

S4、利用色彩识别器件识别标识区，使得控制装置能够根据色彩识别器件输出的信号并结合数值关系来确定载体的行程位置或角度位置。

以此，通过色带中颜色的差异性来计算并确定载体的运动位置，使得整个方法可广泛应用于诸如水表、电表、气表等计量表具内或者其他具有类似需求的领域；由于颜色的差异相当丰富，通过对颜色的细分可满足对精度设置需求以及对载体的行程位置或者角度位置的全位、非全位的数据读取；以此方法应用于计量表具的计数器时为例，其可实现计数器对各种数据的抄读。

作为一个优选方案，在步骤S1中，色带中具有两个不同的基准色(如红色、蓝色或者绿色中任意两种颜色的搭配)，两个基准色之间为由两个基准色按不同比例混合后所形成的过渡色。以此，整个色带可形成一个完整地并具有色彩差异的功能，便于对标识区的划分以及色彩识别器件对颜色的识别。

同理，在步骤S1中，色带中具有三个不同的基准色(即红色、蓝色和绿色)，相邻的两个基准色之间为由三个基准色按不同比例混合后所形成的过渡色。

为保证颜色识别的准确性，本实施例的色彩识别器件优选色彩传感器(其可根据具体情况采用诸如BH1745NUC型色彩传感器)；当然，本实施例的色彩识别器件并不限于色彩传感器，其也可采用具有类似功能的其他功能器件。

进一步地，本实施例的载体优选运动部件，以此利用载体的运动实现色带中不同标识区的转换，便于色彩识别器件以固定的方式进行安装并实现对载体行程位置或者角度位置的检测，本实施例的运动部件包括转盘或转轮；当然，本实施例的运动部件并不限于上述部件，其可视实际情况代表其他形式的运动载体。

基于上述方法，如图1、图2和图3所示，本发明实施例还提供了一种计量装置，它包括设置有色带1的载体2、用于对色带1进行光照射的发光元件3(其可采用诸如发光二极管的发光器件，发出的光可以为自然光或白光)、用于接收色带1反馈的颜色并根据接收到的颜色产生电信号的色彩传感器4以及用于对发光元件3和色彩传感器4进行控制的驱动板5；其中，色带1由多个具有不同色相的颜色区域或位置点形成。从而，色带1中的每个不同的颜色区域或者位置点即代表载体2的一个行程位置或者角度位置，在载体2运动的同时，驱动板5控制发光元件3向色带1发射光，以使色带1反射的光能够通过光反射或者光透射原理被色彩传感器4接收，色彩传感器4再将对应颜色的光信号转换为电信号并输出至驱动板5上，从而可通过预先设置的颜色与位置的对应关系来确定载体1的行程位置或者角度位置。

以此，整个计量装置可根据需要利用色带1中的颜色差异实现精度的选择与设置，相对于传统的计数器所采用的诸如机械计数、光电直读、摄像直读或电磁计数的方式；本实施例的计量装置具有可靠性高、精度高、计数精准、抗干扰性强、有效地减少了相关部件的配置量、结构简单等诸多优点。

作为一个优选方案，本实施例的载体2可采用如图1所示的结构，即：载体2为转轮(如传统计数器中的字轮结构)，色带1设置于转轮的径向圆周表面上，色彩传感器4和发光元件3并行地装设于驱动板5上，而驱动板5则位于转轮的径向方向。从而，当转轮进行转动时，可通过光线在发光元件3、色带1以及色彩传感器4之间的反射以及折射原理实现对色带1中颜色的识别读取，从而可最终实现对载体2的转动角度的读取.

作为一个优选方案，本实施例的载体2也可采用如图2所示的结构，即：载体2为转盘，色带1沿转盘的轮廓轨迹设置于转盘的轴向表面上，色彩传感器4和发光元件3并行地装设于驱动板5上，驱动板5则位于与转盘的中轴线相平行的位置。

当然，本实施例的发光元件3和色彩传感器4并不限于以上两种方式，其也可采用其他设置方式，如图3所示，载体2在采用透明材料的前提下，可将发光元件3和色彩传感器4分别设置于载体2的两侧。

为保证色彩传感器4接收反射光的效果，实现对颜色的准确捕捉以及检测，在驱动板5上还设置有用于罩设色彩传感器4和发光元件3的遮光罩6，在遮光罩6上开设有光孔，在遮光罩6与载体2之间设置有遮光套7(其可采用黑色橡胶或者海绵等柔性材料)，光孔与遮光套7的内部空间共同形成用于供发光元件3的发射光及色带1的反射光通过的光线通道；从而通过遮光罩6以及遮光套7来防止光线的分散或者泄露，也可有效避免外部光线的侵入，保证发光元件3所发出的光能够被色带1完全反射至色彩传感器4上。

为进一步提高整个计量装置的光线传播效果，在光孔内还嵌装有导光器件8(其可根据实际情况采用诸如导光柱、透镜或者其他具有类似功能的器件)，以利用导光器件8将发光元件3发出的光尽可能多导出到色带1上，并将色带1上的反射光导入到色彩传感器4上。

另外，本实施例的色带1可根据具体情况进行具体内容的设置，如由具有颜色差异的彩色字符构成或者其他方式。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于颜色识别位置的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、在载体上设置具有色相差异的色带；

S2、按照色相的差异将色带中的区域或者位置点划分为多个不同的标识区；

S3、建立标识区与载体的行程位置或角度位置之间相对应的数值关系；

S4、利用色彩识别器件识别标识区，通过数值关系确定载体的行程位置或角度位置。

2.如权利要求1所述的一种基于颜色识别位置的方法，其特征在于：在步骤S1中，色带中具有两个不同的基准色，两个基准色之间为由两个基准色按不同比例混合后所形成的过渡色。

3.如权利要求1所述的一种基于颜色识别位置的方法，其特征在于：在步骤S1中，色带中具有三个不同的基准色，相邻的两个基准色之间为由三个基准色按不同比例混合后所形成的过渡色。

4.如权利要求1所述的一种基于颜色识别位置的方法，其特征在于：所述色彩识别器件为色彩传感器。

5.如权利要求1所述的一种基于颜色识别位置的方法，其特征在于：所述载体为运动部件，所述运动部件包括转盘或转轮。

6.一种计量装置，其特征在于：它包括设置有色带的载体、用于对色带进行光照射的发光元件、用于接收色带反馈的颜色并根据接收到的颜色产生电信号的色彩传感器以及用于对发光元件和色彩传感器进行控制的驱动板，所述色带由多个具有不同色相的颜色区域或位置点形成。

7.如权利要求6所述的一种计量装置，其特征在于：所述载体为转轮，所述色带设置于转轮的径向圆周表面上，所述色彩传感器和发光元件并行地装设于驱动板上，所述驱动板位于转轮的径向方向。

8.如权利要求6所述的一种计量装置，其特征在于：所述载体为转盘，所述色带沿转盘的轮廓轨迹设置于转盘的轴向表面上，所述色彩传感器和发光元件并行地装设于驱动板上，所述驱动板位于与转盘的中轴线相平行的位置。

9.如权利要求7或8所述的一种计量装置，其特征在于：所述驱动板上设置有用于罩设色彩传感器和发光元件的遮光罩，所述遮光罩上开设有光孔，所述遮光罩与载体之间设置有遮光套，所述光孔与遮光套的内部空间共同形成用于供发光元件的发射光及色带的反射光通过的光线通道。

10.如权利要求9所述的一种计量装置，其特征在于：所述光孔内还嵌装有导光器件。