CN215529209U - 一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统，包括摄像模块、嵌入式设备和上位机，摄像模块用于拍摄待测仪表的表盘显示内容，嵌入式设备的数据输入端口和摄像模块的数据输出端口之间通讯连接，上位机的数据输入端口和嵌入式设备的数据输出端口之间通讯连接，嵌入式设备具有图像采集、处理、存储功能，上位机内加载有应用软件程序，上位机设置有数据管理功能单元、显示交互功能单元和数据报表导出功能单元。本申请具有以下可预期的技术效果：能完成指针式仪表数据的自动读取、自动识别读取数据和自动报表的录入，有效避免因人工操作带来的读取和录入错误；整个读取、识别待测仪表数据和报表的录入过程完全自动，提高了工作效率。
Description
技术领域
本申请涉及OCR技术领域，尤其是涉及一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统。
背景技术
当前数字仪表计量装置检验报告生成的主要过程为：由工作人员记录数字设备的读数，随后录入计算机相关软件中，生成报告。这一工作流程中，实验室人员需要识别数字设备显示的数值信息，并再次手工在软件上输入已有数据。 针对上述中的相关技术，申请人认为存在以下缺陷：实验室人员在多次重复人工识别数字仪表的信息并手工录入的过程中，不可避免的会出现人为因素造成识别错误和输入错误，同时人工识别录入费时费力，效率低下。
实用新型内容
为了改善现有技术中数字仪表计量装置验室人员在多次重复人工识别数字仪表的信息并手工录入的过程中，不可避免的会出现人为因素造成识别错误和输入错误，同时人工识别录入费时费力，效率低下的问题，本申请提供一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统。采用如下的技术方案： 一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统，包括摄像模块、嵌入式设备和上位机，所述摄像模块用于拍摄待测仪表的表盘显示内容，所述嵌入式设备的数据输入端口和所述摄像模块的数据输出端口之间通讯连接，所述上位机的数据输入端口和所述嵌入式设备的数据输出端口之间通讯连接，所述嵌入式设备具有图像采集、处理、存储功能，所述上位机内加载有应用软件程序，所述上位机设置有数据管理功能单元、显示交互功能单元和数据报表导出功能单元。 通过采用上述技术方案，架设好的摄像模块对待测仪表的表盘进行实时监控拍摄，拍摄的数据传输给嵌入式设备，嵌入式设备将图像分析处理后得到待测仪表的相关数据，并将待测仪表数据输送给上位机显示以及数据库存储，后通过数据报表导出功能单元将报表数据输出，完成待测仪表的自动数据采集、识别和报表的输出。 可选的，所述嵌入式设备包括图像采集单元、图像处理单元，所述上位机内设置有中央处理器和存储单元，所述图像采集单元通过数据线与摄像模块的数据输出端口通讯连接，所述图像处理单元用于分析处理所述图像采集单元采集的图像数据， 所述中央处理器分别与图像处理单元和所述软件程序通讯连接，所述存储单元与中央处理器通讯连接。 通过采用上述技术方案，图像采集单元负责对摄像模块拍摄的视频信息每隔30ms采集一次待测仪表的表盘图像，并传输给图像处理单元，图像处理单元对表盘图像进行处理分析，得到待测仪表的读数数据信息，并将处理分析后的数据信息传输给中央处理器，中央处理器处理数据信息生成报表数据，并将报表数据储存在存储单元内，完成待测仪表数据的自动读取和报表数据的自动生成。 可选的，所述通讯连接的方式为数据线连接或者无线连接。 通过采用上述技术方案，有线的数据线或者是无线传输模块，均可以完成对摄像模块采集的待测仪表表盘信息的实时获取。 可选的，所述摄像模块是摄像头或组合摄像头。 通过采用上述技术方案，摄像模块采用摄像头或组合摄像头，摄像头布置在朝向待测仪表表盘处，完成对待测仪表表盘图像的实时获取。 可选的，所述上位机是工业控制计算机。 通过采用上述技术方案，工业控制计算机通过相关软件的安装即可满足相关功能需求。 可选的，所述显示交互功能单元为是工业触摸显示屏。 通过采用上述技术方案，工业触摸显示屏可以满足显示和交互设置输入的功能。 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果： 1.采用本实用新型的指针式仪表自动读数系统，能完成指针式仪表数据的自动读取、自动识别读取数据和自动报表的录入，有效避免因人工操作带来的读取和录入错误。 2.整个读取、识别待测仪表数据报表的录入过程完全自动，节省了大量人力物力，提高了工作效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理示意图。 图2是本实用新型的工作流程示意图。 图3是本实用新型的图像处理原理示意图。 附图标记说明：1、摄像模块；2、嵌入式设备；21、图像采集单元；22、图像处理单元；3、上位机；31、中央处理器；32、存储单元；34、数据管理功能单元；35、显示交互功能单元；36、数据报表导出功能单元。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。 本申请实施例公开一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统。 参照图1和图2，该系统包括摄像模块1、嵌入式设备2和上位机3，摄像模块1用于拍摄待测仪表的表盘显示内容，嵌入式设备2的数据输入端口和摄像模块1的数据输出端口之间通讯连接，上位机3的数据输入端口和嵌入式设备2的数据输出端口之间通讯连接，嵌入式设备2具有图像采集、处理、存储功能，上位机3内加载有应用软件程序，上位机3设置有数据管理功能单元34、显示交互功能单元35和数据报表导出功能单元36。 架设好的摄像模块1对待测仪表的表盘进行实时监控拍摄，拍摄的数据输给嵌入式设备2，嵌入式设备2将图像分析处理后得到待测仪表的相关数据，并将待测仪表数据输送给上位机3进行处理生成报表，后通过数据报表导出功能单元36将报表数据输出，完成待测仪表的自动数据采集、识别和报表的输出。 嵌入式设备2包括图像采集单元21、图像处理单元22，上位机3内设置有中央处理器31和存储单元32，图像采集单元21通过数据线与摄像模块1的数据输出端口通讯连接，图像处理单元22用于分析处理图像采集单元21采集的图像数据，中央处理器31分别与图像处理单元22和软件程序通讯连接，存储单元32与中央处理器31通讯连接。 图像采集单元21负责对摄像模块1拍摄的视频信息每隔30ms采集一次待测仪表的表盘图像，并传输给图像处理单元22，图像处理单元22对表盘图像进行处理分析，得到待测仪表的读数数据信息，并将处理分析后的数据信息传输给中央处理器31，中央处理器31处理数据信息生成报表数据，并将报表数据储存在存储单元32，完成待测仪表数据的自动读取和报表数据的自动生成。 通讯连接的方式为数据线连接或者无线连接，有线的数据线或者是无线传输模块，均可以完成对摄像模块1采集的待测仪表表盘信息的实时获取。 摄像模块1是摄像头或组合摄像头，摄像模块1采用摄像头或组合摄像头，摄像头布置在朝向待测仪表表盘处，完成对待测仪表表盘图像的实时获取。 上位机3是工业控制计算机，工业控制计算机通过相关软件的安装即可满足相关功能需求。 显示交互功能单元35为是工业触摸显示屏，工业触摸显示屏可以满足显示和交互设置输入的功能。 本申请实施例一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统的实施原理为： 摄像模块1的摄像头布置在朝向待测仪表表盘处，实时获取待测仪表表盘的视频图像，获取的视频图像数据流通过数据线或无线传输模块实时传输给嵌入式设备2的图像采集单元21，图像采集单元21对待测仪表表盘视频图像数据每隔30ms抓取一张待测仪表表盘图片，并将抓取的待测仪表表盘图片传输给图像处理单元22。 图像处理单元22对单张待测仪表表盘图片采用OCR图像识别技术，具体的图像处理单元22采用图像语义分割识别技术进行图像数据处理，参考图3，图像语义分割识别技术将单张待测仪表表盘图片的表针6，数字8是用OCR技术识别及定位出，并将所得关键特征的刻度7用虚拟圆9连接，求出表针6与虚拟圆9的交点，通过交点位置与其它数字8刻度中心点之间的夹角关系计算出指针指数数据，并将该针指数数据传输给中央处理器31。 中央处理器31将针指数数据整理生成待测仪表读数报表数据，该报表包括标题、设备名称、检测人员、识别结果等内容，最终中央处理器31将报表数据传输给上位机3，上位机3的录入软件接受到报表数据即完成了测仪表读数的自动读取和自动录入。 由于存储单元32的存在，中央处理器31可以将历史测仪表读数报表数据形成数据库，并实时存储在存储单元32，技术人员可以通过交互显示模块完成对历史数据的复查、修改、删除等操作。 由于图像处理单元22基于图像语义分割识别技术进行图像数据处理，随着存储单元32中数据库数据的不断丰富，图像处理单元22可通过深度学习和数据对比来提高对图像采集单元21抓取图像的识别成功率和准确率。 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统，其特征在于：包括摄像模块(1)、嵌入式设备(2)和上位机(3)，所述摄像模块(1)用于拍摄待测仪表的表盘显示内容，所述嵌入式设备(2)的数据输入端口和所述摄像模块(1)的数据输出端口之间通讯连接，所述上位机(3)的数据输入端口和所述嵌入式设备(2)的数据输出端口之间通讯连接，所述嵌入式设备(2)具有图像采集、处理、存储功能，所述上位机(3)内加载有应用软件程序，所述上位机(3)设置有数据管理功能单元(34)、显示交互功能单元(35)和数据报表导出功能单元(36)。
2.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统，其特征在于：所述嵌入式设备(2)包括图像采集单元(21)、图像处理单元(22)，所述上位机(3)内设置有中央处理器(31)和存储单元(32)，所述图像采集单元(21)通过数据线与摄像模块(1)的数据输出端口通讯连接，所述图像处理单元(22)用于分析处理所述图像采集单元(21)采集的图像数据， 所述中央处理器(31)分别与图像处理单元(22)和所述软件程序通讯连接，所述存储单元(32)与中央处理器(31)通讯连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统，其特征在于：所述通讯连接的方式为数据线连接或者无线连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统，其特征在于:所述摄像模块(1)是摄像头或组合摄像头。
5.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统，其特征在于：所述上位机(3)是工业控制计算机。
6.根据权利要求1所述的一种基于深度学习的指针式仪表自动读数系统，其特征在于：所述显示交互功能单元(35)为是工业触摸显示屏。
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