指針式儀表信息采集系統(tǒng)研究.pdf

1、指針式儀表廣泛應(yīng)用在工業(yè)測(cè)量和控制領(lǐng)域中,是測(cè)量信號(hào)的重要工具。它成本低,讀數(shù)穩(wěn)定,一般不需要額外供電電源,在數(shù)字化時(shí)代,依然有著不可替代的作用。為了保證讀數(shù)的精度,需要定期校驗(yàn)。校驗(yàn)過(guò)程較為繁瑣。所以研究指針儀表自識(shí)別技術(shù)非常重要。
　　 將機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用于校驗(yàn)系統(tǒng),國(guó)內(nèi)外都取得了一些研究成果,產(chǎn)生了一些比較成熟的處理手段。然而針對(duì)高精度、大表盤(pán)的儀表圖像的處理,相關(guān)資料比較少,本文的研究具有一定的實(shí)際意義。
　　 本文

2、主要做了以下幾個(gè)方面的工作:
　　 1.校表系統(tǒng)的搭建:
　　 本文對(duì)攝像頭及程控?cái)?shù)據(jù)源的選取和相應(yīng)設(shè)備在系統(tǒng)中的自動(dòng)控制方法進(jìn)行了討論。系統(tǒng)采用免驅(qū)動(dòng)的130萬(wàn)像素?cái)z像頭,在VC平臺(tái)中利用OpenCv開(kāi)源程序庫(kù)進(jìn)行圖像的采集；采用同軸光源照明,減小光照條件對(duì)圖像采集質(zhì)量的影響；采用安捷倫公司的E3640A作為數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)源,在VC平臺(tái)通過(guò)GPIB標(biāo)準(zhǔn)編程實(shí)現(xiàn)了數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)源的遠(yuǎn)程控制。
　　 2.儀表圖像的定位分割:<

3、br>　　 針對(duì)采集到的儀表圖像的特點(diǎn),結(jié)合儀表面板的表盤(pán)和其他部件之間有比較明顯的分界的特征,本文采用最大類間方差法(OTSU)自動(dòng)確定分割閾值,然后依據(jù)這一閾值從橫縱兩個(gè)方向分割出儀表表盤(pán)。
　　 3.儀表圖像預(yù)處理:
　　 主要有兩部分:一是采用自適應(yīng)MSR濾波方法算法,消除采集大尺寸圖像時(shí)光照不均的影響,同時(shí)這種方法也增強(qiáng)了背景和目標(biāo)圖像的對(duì)比度,有利于圖像的后續(xù)處理;二是針對(duì)儀表圖像指針區(qū)排列為圓弧形的特點(diǎn),

4、在采用Sobel算子提取邊緣,細(xì)化及跟蹤之后,采用離散霍夫變換擬合指針區(qū)所在的圓,根據(jù)擬合的圓的參數(shù)將指針區(qū)和字符說(shuō)明區(qū)分離。
　　 4.儀表讀數(shù)研究:
　　 在提取的指針區(qū),經(jīng)過(guò)全局和局部?jī)纱味祷笕コ龜?shù)字和鏡面。得到干凈的刻度二值圖像。本文采用了一種全新的讀數(shù)方法:在刻度圖像上,以旋轉(zhuǎn)中心做一條和所有刻度線相交的的圓弧,通過(guò)這條圓弧確定每個(gè)刻度線的傾斜角度。讀數(shù)時(shí),在提取讀數(shù)指針后,將其傾斜角度和刻度的傾斜角度進(jìn)