基于图像识别的多指针仪表自动读数方法研究与实现

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在现实生活中,多指针式仪表在工农业生产中有着广泛的应用,如工业上的压力表、千分表和船舶以及飞机上各类设备仪表等等,现在的家用水表很多仍在使用指针式仪表。图像处理技术的发展,使得机器可以像人一样拥有视觉,从而可以代替人工从事一些危险或者繁琐的工作。这使多指针仪表自动读数成为可能。通过机器视觉实现多指针仪表的自动读数减少了人力提高了工作效率,但也存在着表盘定位不精确,识别读数受外界干扰影响比较大等一系列问题。本文针对多指针仪表的指针读数自动识别问题,提出了一种更为快速的指针读数自动识别与判读方法。通过使用现场拍摄图与模板图进行尺度不变的特征变换(Scale-Invariant Feature Transform,SIFT)特征点匹配,利用几何变换把原来旋转的图片校正,然后通过颜色分割提取指针,根据指针的形状确定指针方向,从而进一步读出读数。实验结果表明,本文的定位及识别算法计算简单,运行时间在3秒以内,识别准确率达到95%,克服了表盘随机角度倾斜对读数识别算法的影响。通过对比本文方法和基于哈夫变换(Hough)变换定位指针方法,以指针水表为例,该方法在指针识别准确率基本相同的情况下,运行时间缩短一半。另外本文方法更加具有普遍适用性,可以适用不同表盘。本文的研究成果可用于指针水表等多指针仪表的自动读数,并且对于繁琐或者危险仪表的自动读数的研究具有参考意义。
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