基于機器視覺的指針式儀表示值識別研究.pdf

1、在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)生活中，指針式儀表是廣泛應用于各種領(lǐng)域的測量儀表，其價格便宜，數(shù)量巨大，種類繁多。指針式儀表所具有的其他儀表無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徹底消亡。近年來，機器視覺技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)發(fā)展迅速，基于機器視覺的各種檢測系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中逐步走向?qū)嵱没A段。研究利用機器視覺實現(xiàn)指針式儀表的示值識別具有非常重大的應用價值和社會意義。
　　 本課題以一款指針式電壓表為識別對象，首先利用機器視覺技術(shù)

2、獲取指針式儀表表盤圖像，然后采用數(shù)字圖像處理技術(shù)對表盤圖像進行預處理，進而提取和識別指針，最后實現(xiàn)指針式儀表示值的自動判讀。這些成果不但有助于解決人工讀數(shù)過程中勞動量大，容易出錯等難題，而且可用于老舊落后的生產(chǎn)線和系統(tǒng)的升級改造，符合現(xiàn)代社會信息化的發(fā)展潮流。在本課題中，我做的主要工作和成果有：
　　 1.設(shè)計了本機器視覺示值識別系統(tǒng)的總體方案，包括硬件平臺和軟件平臺；
　　 2.分析了指針式儀表示值識別系統(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)備和裝置對儀表示值識別的影響，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.運用數(shù)字圖像處理技術(shù)對指針式儀表表盤圖像進行預處理，包括選擇適當而且必須的圖像預處理過程及算法，比如采用直方圖均衡化技術(shù)增強圖像、中值濾波法去除噪聲、自適應閾值法二值化表盤圖像等；
　　 4.研究指針直線參數(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，通過指針直線方程求出指針的角度，進而得出指針的示值；并做了擴展研究，提出了一種判定指針指示方向的新方法。通過比較指針針尖在刻度圓弧上所滑過的路程與整個刻度圓弧周長的關(guān)系，得出待測指針偏轉(zhuǎn)指零指針的角度與兩指針直線夾角的關(guān)系，從而判定指針的指示方向。
　　 在Visual C++開發(fā)平臺上，編程實現(xiàn)本課題的算法和流程，并進行實際的指針式儀表示值識別實驗。通過對實驗結(jié)果的分析，表明本課題的算法正確，方法可行，具有