CN113591875A - 一种高精度指针式仪表识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度指针式仪表识别方法,涉及仪表识别技术领域,目的是实现指针式仪表的高精度智能化识别,包括以下步骤:获取仪表场景RGB图,获取仪表实时图{Ii,j}和预置仪表图{I′i,j},匹配预置图像特征点进行投影变换;裁剪仪表实时图和预置仪表图;转换到灰度空间;求仪表轮廓;为灰度空间仪表实时图位于仪表轮廓外的部分赋值0;确定表盘中心;进行概率霍夫直线检测得到候选段族;筛选候选段族组成新的候选段族;选取候选段族中的最长线段;根据最长线段求取仪表指针;根据仪表信息确定当前读数。实现了指针式仪表的智能化识别。
Description
技术领域
本发明涉及仪表识别技术领域,具体涉及一种高精度指针式仪表识别方法。
背景技术
现今的工业生产中,由于生产的自动化和更全面地监控生产过程,越来越多的仪表会在工厂中安装和投入使用。目前多靠人工对仪表盘进行读书和记载。
但是很多工厂环境恶劣,比如存在辐射等情况,由工作人员定时进入进行数据读取工程较为繁琐且仍然可能对人体造成危害,同时人工读取可能出现误差过大的情况,尤其是指针式仪表盘,读取角度对误差的影响很大。
因此,使用智能化识别方式取代人工读取指针式仪表可以提供准确率和工作效率。
发明内容
本发明公开了一种高精度指针式仪表识别方法,目的是实现指针式仪表的高精度智能化识别。
为了实现以上目的,本发明采取以下技术方案:
一种高精度指针式仪表识别方法,包括以下步骤:
步骤1:获取仪表场景RGB图,获取仪表实时图{Ii,j}和预置仪表图{I′i,j},匹配预置图像特征点进行投影变换,求取透视矩阵A,将{Ii,j}的坐标用透视矩阵A映射得到{I″i,j};
步骤2:根据预先转入的仪表区域信息{x,y,w,h},对{I″i,j}进行裁剪,用裁剪区域作为新的仪表实时图{Ii,j},同时对预置仪表图{I′i,j}进行裁剪,用裁剪区域作为新{I′i,j};
步骤4:求取检测仪表的实际轮廓B;
步骤11:根据仪表信息确定当前仪表读数。
优选地,所述步骤1包括以下步骤:
步骤101:获取仪表实时图{Ii,j};
步骤102:获取预置仪表图{I′i,j};
步骤103:分别提取仪表实时图和预置仪表图的ORB特征点,分别提取仪表实时图和预置仪表图的主方向,然后分别对仪表实时图和预置仪表图的进行旋转不变性处理,分别提取仪表实时图和预置仪表图的BRI EF特征描述子;
步骤104:比较仪表实时图的特征描述子和预置仪表图的相对应的特征描述子之间的汉明距离,获得其中的最小汉明距离distHmin;
步骤105:分别从仪表实时图和预置仪表图中提取特征点{pi}和{qi}组成汉明距离小于2倍distHmin的特征点对,i为特征点的序号,p和q中序号一致的组成一个特征点对,其中:
用最小二乘法求A的最优解;
步骤107:将{Ii,j}的坐标用A映射到{I″i,j}。
优选地,所述步骤4包括以下步骤:
(i)对滤波后的″j-αj″曲线进行极值检测,若极值点数不为1则认为未检测到仪表,终止识别;若极值点数为1则进入下一步;
(j)用最小二乘法将″j-αj″拟合为直线,计算拟合方差δj;
优选地,所述步骤11中的仪表信息包括量程、表盘圆周角范围、表盘起始圆周角、表盘数据递增方向和零位圆周角。
本发明通过获取仪表场景的RGB图来进行信息处理实现指针式仪表的智能化识别;通过多次计算求取仪表轮廓减小计算产生的误差;提取多种仪表信息,如量程、表盘圆周角范围、表盘起始圆周角、表盘数据递增方向、零位圆周角辅助判断仪表实际的读数,提升了识别的精准度。
附图说明
图1为实施例1中的高精度指针式仪表识别方法的流程示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明公开了一种高精度指针式仪表识别方法,其流程如图1所示,包括以下步骤:
步骤1:获取仪表场景RGB图,获取仪表实时图{Ii,j}和预置仪表图{I′i,j},匹配预置图像特征点进行投影变换,求取透视矩阵A,将{Ii,j}的坐标用透视矩阵A映射得到{I″i,j};为了实现这一步,本实施例采以下步骤:
步骤101:获取仪表实时图{Ii,j};
步骤102:获取预置仪表图{I′i,j};
步骤103:分别提取仪表实时图和预置仪表图的ORB特征点,分别提取仪表实时图和预置仪表图的主方向,然后分别对仪表实时图和预置仪表图的进行旋转不变性处理,分别提取仪表实时图和预置仪表图的BRIEF特征描述子;
步骤104:比较仪表实时图的特征描述子和预置仪表图的相对应的特征描述子之间的汉明距离,获得其中的最小汉明距离distHmin;
步骤105:分别从仪表实时图和预置仪表图中提取特征点{pi}和{qi}组成汉明距离小于2倍distHmin的特征点对,i为特征点的序号,p和q中序号一致的组成一个特征点对,其中:
用最小二乘法求A的最优解;
步骤107:将{Ii,j}的坐标用A映射到{I″i,j}。
步骤2:根据预先转入的仪表区域信息{x,y,w,h},对{I″i,j}进行裁剪,用裁剪区域作为新的仪表实时图{Ii,j},同时对预置仪表图{I′i,j}进行裁剪,用裁剪区域作为新{I′i,j};
步骤4:求取检测仪表的实际轮廓B;
作为优选方式,步骤4包括以下步骤:
(i)对滤波后的″j-αj″曲线进行极值检测,该曲线可以表示出轮廓的凸性,若极值点数不为1则认为未检测到仪表,终止识别;若极值点数为1则进入下一步;
(j)用最小二乘法将″j-αj″拟合为直线,计算拟合方差δj;
完成步骤4后接着进入步骤5。
步骤11:根据仪表信息确定当前仪表读数。
为了更精准地识别,步骤209中的仪表信息包括量程、表盘圆周角范围、表盘起始圆周角、表盘数据递增方向和零位圆周角。
Claims (4)
1.一种高精度指针式仪表识别方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:获取仪表场景RGB图,获取仪表实时图{Ii,j}和预置仪表图{′i,j},匹配预置图像特征点进行投影变换,求取透视矩阵A,将{Ii,j}的坐标用透视矩阵A映射得到{I″i,j};
步骤2:根据预先转入的仪表区域信息{x,y,w,h},对{I″i,j}进行裁剪,用裁剪区域作为新的仪表实时图{Ii,j},同时对预置仪表图{′i,j}进行裁剪,用裁剪区域作为新{I′i,j};
步骤4:求取检测仪表的实际轮廓B;
步骤11:根据仪表信息确定当前仪表读数。
2.根据权利要求1所述的一种高精度指针式仪表识别方法,其特征在于,所述步骤1包括以下步骤:
步骤101:获取仪表实时图{Ii,j};
步骤102:获取预置仪表图{′i,j};
步骤103:分别提取仪表实时图和预置仪表图的ORB特征点,分别提取仪表实时图和预置仪表图的主方向,然后分别对仪表实时图和预置仪表图的进行旋转不变性处理,分别提取仪表实时图和预置仪表图的BRIEF特征描述子;
步骤104:比较仪表实时图的特征描述子和预置仪表图的相对应的特征描述子之间的汉明距离,获得其中的最小汉明距离distHmin;
步骤105:分别从仪表实时图和预置仪表图中提取特征点{pi}和{qi}组成汉明距离小于2倍distHmin的特征点对,i为特征点的序号,p和q中序号一致的组成一个特征点对,其中:
用最小二乘法求A的最优解;
步骤107:将{Ii,j}的坐标用A映射到{I″i,j}。
3.根据权利要求2所述的一种高精度指针式仪表识别方法,其特征在于,所述步骤4包括以下步骤:
(i)对滤波后的″j-αj″曲线进行极值检测,若极值点数不为1则认为未检测到仪表,终止识别;若极值点数为1则进入下一步;
(j)用最小二乘法将″j-αj″拟合为直线,计算拟合方差δj;
4.根据权利要求2所述的一种高精度指针式仪表识别方法,其特征在于:所述步骤11中的仪表信息包括量程、表盘圆周角范围、表盘起始圆周角、表盘数据递增方向和零位圆周角。
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