指針式儀表信息采集系統(tǒng)研究.pdf

1、指針式儀表廣泛應用在工業(yè)測量和控制領域中,是測量信號的重要工具。它成本低,讀數穩(wěn)定,一般不需要額外供電電源,在數字化時代,依然有著不可替代的作用。為了保證讀數的精度,需要定期校驗。校驗過程較為繁瑣。所以研究指針儀表自識別技術非常重要。
　　 將機器視覺應用于校驗系統(tǒng),國內外都取得了一些研究成果,產生了一些比較成熟的處理手段。然而針對高精度、大表盤的儀表圖像的處理,相關資料比較少,本文的研究具有一定的實際意義。
　　 本文

2、主要做了以下幾個方面的工作:
　　 1.校表系統(tǒng)的搭建:
　　 本文對攝像頭及程控數據源的選取和相應設備在系統(tǒng)中的自動控制方法進行了討論。系統(tǒng)采用免驅動的130萬像素攝像頭,在VC平臺中利用OpenCv開源程序庫進行圖像的采集；采用同軸光源照明,減小光照條件對圖像采集質量的影響；采用安捷倫公司的E3640A作為數控標準源,在VC平臺通過GPIB標準編程實現(xiàn)了數控標準源的遠程控制。
　　 2.儀表圖像的定位分割:<

3、br>　　 針對采集到的儀表圖像的特點,結合儀表面板的表盤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)自動確定分割閾值,然后依據這一閾值從橫縱兩個方向分割出儀表表盤。
　　 3.儀表圖像預處理:
　　 主要有兩部分:一是采用自適應MSR濾波方法算法,消除采集大尺寸圖像時光照不均的影響,同時這種方法也增強了背景和目標圖像的對比度,有利于圖像的后續(xù)處理;二是針對儀表圖像指針區(qū)排列為圓弧形的特點,

4、在采用Sobel算子提取邊緣,細化及跟蹤之后,采用離散霍夫變換擬合指針區(qū)所在的圓,根據擬合的圓的參數將指針區(qū)和字符說明區(qū)分離。
　　 4.儀表讀數研究:
　　 在提取的指針區(qū),經過全局和局部兩次二值化之后去除數字和鏡面。得到干凈的刻度二值圖像。本文采用了一種全新的讀數方法:在刻度圖像上,以旋轉中心做一條和所有刻度線相交的的圓弧,通過這條圓弧確定每個刻度線的傾斜角度。讀數時,在提取讀數指針后,將其傾斜角度和刻度的傾斜角度進