基于機(jī)器視覺(jué)的指針式儀表示值識(shí)別研究.pdf

1、在現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)生活中，指針式儀表是廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的測(cè)量?jī)x表，其價(jià)格便宜，數(shù)量巨大，種類(lèi)繁多。指針式儀表所具有的其他儀表無(wú)以比擬的某些特性和某些特殊行業(yè)的特定需求注定了它不會(huì)徹底消亡。近年來(lái)，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)發(fā)展迅速，基于機(jī)器視覺(jué)的各種檢測(cè)系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中逐步走向?qū)嵱没A段。研究利用機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)指針式儀表的示值識(shí)別具有非常重大的應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)意義。
　　 本課題以一款指針式電壓表為識(shí)別對(duì)象，首先利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)

2、獲取指針式儀表表盤(pán)圖像，然后采用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)表盤(pán)圖像進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)而提取和識(shí)別指針，最后實(shí)現(xiàn)指針式儀表示值的自動(dòng)判讀。這些成果不但有助于解決人工讀數(shù)過(guò)程中勞動(dòng)量大，容易出錯(cuò)等難題，而且可用于老舊落后的生產(chǎn)線(xiàn)和系統(tǒng)的升級(jí)改造，符合現(xiàn)代社會(huì)信息化的發(fā)展潮流。在本課題中，我做的主要工作和成果有：
　　 1.設(shè)計(jì)了本機(jī)器視覺(jué)示值識(shí)別系統(tǒng)的總體方案，包括硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)；
　　 2.分析了指針式儀表示值識(shí)別系統(tǒng)中的圖像采集

3、系統(tǒng)的工作原理，研究圖像采集系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備和裝置對(duì)儀表示值識(shí)別的影響，包括光源、光照方式、攝像頭的分析與選擇等，比如選擇LED光源、前照漫反射的照明方式等；
　　 3.運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)指針式儀表表盤(pán)圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括選擇適當(dāng)而且必須的圖像預(yù)處理過(guò)程及算法，比如采用直方圖均衡化技術(shù)增強(qiáng)圖像、中值濾波法去除噪聲、自適應(yīng)閾值法二值化表盤(pán)圖像等；
　　 4.研究指針直線(xiàn)參數(shù)確定的一般方法，利用差影法提取指針特征，再用最小

4、二乘法擬合指針直線(xiàn)，通過(guò)指針直線(xiàn)方程求出指針的角度，進(jìn)而得出指針的示值；并做了擴(kuò)展研究，提出了一種判定指針指示方向的新方法。通過(guò)比較指針針尖在刻度圓弧上所滑過(guò)的路程與整個(gè)刻度圓弧周長(zhǎng)的關(guān)系，得出待測(cè)指針偏轉(zhuǎn)指零指針的角度與兩指針直線(xiàn)夾角的關(guān)系，從而判定指針的指示方向。
　　 在Visual C++開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，編程實(shí)現(xiàn)本課題的算法和流程，并進(jìn)行實(shí)際的指針式儀表示值識(shí)別實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，表明本課題的算法正確，方法可行，具有