CN113792727A - 基于指针式仪表视频图像的读数估算方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于指针式仪表视频图像的读数估算方法、装置及系统，属于电力安全技术领域。本发明通过获取指针式仪表的视频图像，提取所述视频图像中的表盘图像，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度，根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置，输出所述指针估计位置的读数，可使得作业人员远程获知配电力系统设备的指针式仪表的读数，在作业人员不在现场的情况下，即使指针式仪表不联网，作业人员也能够了解电力系统的运行状况，实现对电力系统参数的24小时监控。

Description

基于指针式仪表视频图像的读数估算方法、装置及系统

技术领域

本发明属于电力安全技术领域，具体涉及一种基于指针式仪表视频图像的读数估算方法、装置及系统。

背景技术

在电力系统设备中经常设置有指针式仪表，用于显示相应的电力系统参数。工作人员通过在现场观察指针式仪表的指针指示数字，即可知道相应的电力系统参数值。然而，这种方式下，作业人员无法远程获知配电力系统设备指针式仪表的读数，在作业人员不在现场的情况下，对于一些不便于联网的指针式仪表来说，作业人员无法了解电力系统的运行状况，无法实现对电力系统参数的24小时监控。对于上述指针式仪，现有的远程监控方式通常是在视频监控中通过肉眼读取指针式仪表的读数，在实际工作中，由于指针式仪表盘较小，视频监控的采集距离较远，往往肉眼读取指针式仪表的读数存在很大误差。因此，有必要提出一种基于指针式仪表视频图像的读数估算方法及系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于指针式仪表视频图像的读数估算方法、装置及系统，以解决现有技术无法对电力系统设备中一些不便于联网的指针式仪表进行远程监控，肉眼读取指针式仪表的读数存在很大误差的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于指针式仪表视频图像的读数估算方法，包括：

获取指针式仪表的视频图像；

提取所述视频图像中的表盘图像；

查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板；

根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置；

计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度；

根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置；

输出所述指针估计位置的读数。

进一步，优选的是，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板，包括：

识别所述指针式仪表的视频图像中的指针式仪表编号；

查找所述指针式仪表编号对应的标准表盘模板。

进一步，优选的是，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置，包括：

查找所述标准表盘模板的仪表型号信息；

根据所述仪表型号信息，查询预设的仪表型号及对应指针初始位置数据库，得到所述标准表盘模板的指针初始位置。

进一步，优选的是，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度，包括：

对所述表盘图像进行图象几何校正；

计算图象几何校正后的表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度。

本发明同时提供一种基于指针式仪表视频图像的读数估算装置，包括：

获取单元，用于获取指针式仪表的视频图像；

提取单元，用于提取所述视频图像中的表盘图像；

查找单元，用于查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板；

确定单元，用于根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置；

计算单元，用于计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度；

定位单元，用于根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置；

输出单元，用于输出所述指针估计位置的读数。

进一步，优选的是，所述查找单元，包括：

识别子单元，用于识别所述指针式仪表的视频图像中的指针式仪表编号；

第一查找子单元，用于查找所述指针式仪表编号对应的标准表盘模板

进一步，优选的是，所述确定单元，包括：

第二查找子单元，用于查找所述标准表盘模板的仪表型号信息；

查询子单元，用于根据所述仪表型号信息，查询预设的仪表型号及对应指针初始位置数据库，得到所述标准表盘模板的指针初始位置。

进一步，优选的是，所述计算单元，包括：

校正子单元，用于对所述表盘图像进行图象几何校正；

计算子单元，用于计算图象几何校正后的表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度。

本发明还提供一种基于指针式仪表视频图像的读数估算系统，包括：视频图像采集装置和服务器，所述视频图像采集装置与所述服务器通信连接；

所述视频图像采集装置，用于采集指针式仪表的视频图像，将所述视频图像发送至服务器；

所述服务器，用于获取指针式仪表的视频图像，提取所述视频图像中的表盘图像，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度，根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置，输出所述指针估计位置的读数。

本发明所述的图象几何校正具体可采用基于多项式、共线方程、有理函数或者自动配准的小面元微分纠正方法，本发明对此不做特殊限制。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明提供基于指针式仪表视频图像的读数估算方法、装置及系统，通过获取指针式仪表的视频图像，提取所述视频图像中的表盘图像，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度，根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置，输出所述指针估计位置的读数，可使得作业人员远程获知配电力系统设备的指针式仪表的读数，在作业人员不在现场的情况下，即使指针式仪表不联网，作业人员也能够了解电力系统的运行状况，实现对电力系统参数的24小时监控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于指针式仪表视频图像的读数估算方法的流程图；

图2为本发明的基于指针式仪表视频图像的读数估算装置示意图；

图3为本发明的基于指针式仪表视频图像的读数估算系统示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

请参阅图1，本发明第一种基于指针式仪表视频图像的读数估算方法，该方法的执行主体为服务器，该方法包括：

步骤S101，获取指针式仪表的视频图像。

具体地，可以在电力系统设备的指针式仪表前方设置视频图像采集装置，视频图像采集装置通过网络与监控机房的服务器通信连接。通过视频图像采集装置实时采集指针式仪表的视频图像，并将视频图像发送至服务器。

步骤S102，提取所述视频图像中的表盘图像。

具体地，视频图像中包含了电力系统设备以及厂房背景图像等，需要从视频图像中剥离无用信息，提取视频图像中的表盘图像。

步骤S103，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板。

具体地，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板，包括：识别所述指针式仪表的视频图像中的指针式仪表编号。查找所述指针式仪表编号对应的标准表盘模板。在现场的电力系统设备的每个指针式仪表的附近都设置一个指针式仪表编号，服务器存储有各种标准表盘模板和标准表盘模板对应的指针式仪表编号。

步骤S104，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置。

具体地，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置，包括：查找所述标准表盘模板的仪表型号信息。根据所述仪表型号信息，查询预设的仪表型号及对应指针初始位置数据库，得到所述标准表盘模板的指针初始位置。服务器存储有标准表盘模板和对应的仪表型号信息。服务器还存储有预设的仪表型号及对应指针初始位置数据库，该数据库中记载有各种不同仪表型号的指针初始位置。

步骤S105，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度。

具体地，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度，包括：对所述表盘图像进行图象几何校正。计算图象几何校正后的表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度。表盘图像由于视频图像采集装置采集角度的不同，可能存在图像失真和畸变，因此，需要对表盘图像进行图象几何校正，以提升基于指针式仪表视频图像的读数估算准确率。

步骤S106，根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置。

步骤S107，输出所述指针估计位置的读数。

由以上实施例可知，本发明的基于指针式仪表视频图像的读数估算方法，通过获取指针式仪表的视频图像，提取所述视频图像中的表盘图像，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度，根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置，输出所述指针估计位置的读数，可使得作业人员远程获知配电力系统设备的指针式仪表的读数，在作业人员不在现场的情况下，即使指针式仪表不联网，作业人员也能够了解电力系统的运行状况，实现对电力系统参数的24小时监控。

如图2所示，本发明还提供一种基于指针式仪表视频图像的读数估算装置，包括：

获取单元21，用于获取指针式仪表的视频图像；

提取单元22，用于提取所述视频图像中的表盘图像；

查找单元23，用于查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板；

确定单元24，用于根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置；

计算单元25，用于计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度；

定位单元26，用于根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置；

输出单元27，用于输出所述指针估计位置的读数。

在本实施例中，所述查找单元，包括：

识别子单元，用于识别所述指针式仪表的视频图像中的指针式仪表编号；

第一查找子单元，用于查找所述指针式仪表编号对应的标准表盘模板。

在本实施例中，所述确定单元，包括：

第二查找子单元，用于查找所述标准表盘模板的仪表型号信息；

查询子单元，用于根据所述仪表型号信息，查询预设的仪表型号及对应指针初始位置数据库，得到所述标准表盘模板的指针初始位置。

在本实施例中，所述计算单元，包括：

校正子单元，用于对所述表盘图像进行图象几何校正；

计算子单元，用于计算图象几何校正后的表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度。

如图3所示，本发明提供一种基于指针式仪表视频图像的读数估算系统，包括：视频图像采集装置301和服务器302，所述视频图像采集装置301与所述服务器302通信连接。

所述视频图像采集装置301，用于采集指针式仪表的视频图像，将所述视频图像发送至服务器.所述服务器302，用于获取指针式仪表的视频图像，提取所述视频图像中的表盘图像，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度，根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置，输出所述指针估计位置的读数。

本发明实施例还提供一种存储介质，本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明提供的基于指针式仪表视频图像的读数估算方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（英文：Read-OnlyMemory，简称：ROM）或随机存储记忆体（英文：RandomAccessMemory，简称：RAM）等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于基于指针式仪表视频图像的读数估算装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于指针式仪表视频图像的读数估算方法，其特征在于，包括：

获取指针式仪表的视频图像；

提取所述视频图像中的表盘图像；

查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板；

根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置；

计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度；

根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置；

输出所述指针估计位置的读数。

2.根据权利要求1所述的基于指针式仪表视频图像的读数估算方法，其特征在于，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板，包括：

识别所述指针式仪表的视频图像中的指针式仪表编号；

查找所述指针式仪表编号对应的标准表盘模板。

3.根据权利要求2所述的基于指针式仪表视频图像的读数估算方法，其特征在于，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置，包括：

查找所述标准表盘模板的仪表型号信息；

根据所述仪表型号信息，查询预设的仪表型号及对应指针初始位置数据库，得到所述标准表盘模板的指针初始位置。

4.根据权利要求3所述的基于指针式仪表视频图像的读数估算方法，其特征在于，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度，包括：

对所述表盘图像进行图象几何校正；

计算图象几何校正后的表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度。

5.一种基于指针式仪表视频图像的读数估算装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取指针式仪表的视频图像；

提取单元，用于提取所述视频图像中的表盘图像；

查找单元，用于查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板；

确定单元，用于根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置；

计算单元，用于计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度；

定位单元，用于根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置；

输出单元，用于输出所述指针估计位置的读数。

6.根据权利要求5所述的基于指针式仪表视频图像的读数估算装置，其特征在于，所述查找单元，包括：

识别子单元，用于识别所述指针式仪表的视频图像中的指针式仪表编号；

第一查找子单元，用于查找所述指针式仪表编号对应的标准表盘模板。

7.根据权利要求6所述的基于指针式仪表视频图像的读数估算装置，其特征在于，所述确定单元，包括：

第二查找子单元，用于查找所述标准表盘模板的仪表型号信息；

查询子单元，用于根据所述仪表型号信息，查询预设的仪表型号及对应指针初始位置数据库，得到所述标准表盘模板的指针初始位置。

8.根据权利要求7所述的基于指针式仪表视频图像的读数估算装置，其特征在于，所述计算单元，包括：

校正子单元，用于对所述表盘图像进行图象几何校正；

计算子单元，用于计算图象几何校正后的表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度。

9.一种基于指针式仪表视频图像的读数估算系统，其特征在于，包括：视频图像采集装置和服务器，所述视频图像采集装置与所述服务器通信连接；

所述视频图像采集装置，用于采集指针式仪表的视频图像，将所述视频图像发送至服务器；

所述服务器，用于获取指针式仪表的视频图像，提取所述视频图像中的表盘图像，查找与所述表盘图像对应的标准表盘模板，根据所述标准表盘模板，确定所述表盘图像中的指针初始位置，计算所述表盘图像中的指针位置与所述指针初始位置之间的角度，根据所述角度，在所述标准表盘模板上定位出指针估计位置，输出所述指针估计位置的读数。

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