基于深度学习的指针式仪表识别算法研究

目前指针式仪表数据仍然基于模板匹配等传统算法,在信噪比低的情况下识别精度低,因此采用深度学习进行指针的分级定位与识别。一级识别采用SSD算法进行仪表区域定位,计算仪表倾斜角度并修正。二级指针定位使用多方位SSD算法识别指针转动角度并转换量程。使用自建的仪表数据集进行网络训练,指针式仪表检测精度达到87%;作为拓展方向,数字式仪表检测精度达88%。实验结果表明,该算法稳定性及准确度均高于传统的指针式仪表识别算法。     

基于机器视觉的指针式仪表读表方法研究

针对指针式仪表读数方法受限于仪表类型多样、环境复杂、表盘及指针检测困难、读表精度不高的问题, 提出一种基于机器视觉的指针式仪表读表方法.首先,由数据采集设备获取高质量的图像,并且通过图像预处理减少 干扰.其次,利用Hough直线检测及Hough圆检测方法,检测指针所在直线和旋转中心,此外,对不同类型的指针 采用交点法与距离法确定仪表指针指向,并通过几何关系计算指针偏转角度.最后,根据比例法得到仪表读数.实验 结果表明,该方法具有算法简单、精度高、速度快的特点,具备实际部署应用的条件.     

基于改进Canny边缘检测的指针式仪表自动读数算法研究

指针式仪表自动读数是工业巡检机器人系统的核心技术之一,以机器视觉为基础,提出了一种新的指针式仪表的自动读数算法研究,研究分为3个模块。首先采用基于深度学习的目标检测SSD算法,对指针式仪表位置进行准确定位,该算法可以准确的从复杂背景中检测出指针式仪表的位置,并将其提取出来;接着采用多尺度Retinex对HSL色彩空间中的图像进行图像增强,采用最大类间方差进行二值化操作,采用改进的Canny边缘检测进行指针边缘的提取;最后采用改进的霍夫变换法——概率霍夫变换对指针所在的直线进行检测,计算出指针的倾斜角度从而利用角度法得出指针的准确示数。实验结果表明该研究可以较为准确的自动读出指针仪表的示数,误差较小,稳定性高。     

一种适用于智能变电站巡检机器人的双针仪表读数的识别算法

提出一种适合智能变电站巡检机器人室外工作环境的对变电站双指针式仪表设备读数的识别算法。首先针对双针仪表设备图像,进行设备模板化处理,并在模板库中建立仪表的min刻度和max刻度的位置信息。对于机器人实时采集的仪表图像,先要在后台服务中调取相应采集位置设备的模板图,利用尺度不变特征变换(SIFT)算法,在输入图像中匹配提取仪表表盘区域子图像。而后除去上方指针在表盘中的阴影降低指针误识别率,再对表盘子图像进行二值化、仪表指针骨干化处理,利用快速霍夫变换(Fast Hough Transform)检测两条指针直线去除噪音干扰,定位指针精确位置和指向角度,完成指针读数。此算法经过国内某500 kV智能变电站巡检机器人实地测试,各种仪表综合识别率超过95%,对仪表的读数具有高精度高鲁棒性,完全满足该智能变电站推进无人值守的仪表设备读数自动检测识别的要求。     

基于关键点检测的指针仪表读数算法

通过摄像头实现指针式仪表自动读数时易受复杂环境、摄像头不同角度等因素影响,而且在实际的应用中难以均衡检测速度和检测精度,为此,文章提出一种基于关键点检测的指针仪表读数算法。以ResNet18为主干网络,摒弃了最后两个阶段的残差块以及之后的全连接层,并针对指针仪表表盘的特点设计了一个轻量级特征融合网络,同时引入提高模型性能的姿态修正机(pose refine machine, PRM)。最后利用得到的表盘圆心、零刻度线、当前指针刻度3个关键点信息,通过角度法完成读数计算。实验结果表明,本文算法读数误差仅为0.506%,速度可达53 fps,相比于传统算法具有较高的精确度;相比于其他同类算法,在拥有更少参数量与运算复杂度的情况下,仍能实现对指针关键点的高准确度预测,充分证明所提算法的有效性。     

SF6短指针仪表读数识别技术的研究

SF6充气设备仪表短指针特点为非直线连接圆心的指针.首先,利用均值迁移、图像灰度化、霍夫圆环变换图像处理技术对SF6仪表图像进行处理,并裁剪SF6仪表表盘;然后使用高斯滤波、自适应阈值和轮廓查找对仪表图像进行处理,提取出仪表指针特征信息;最后,利用坐标变换和夹角信息计算得到SF6压力仪表指针读数.实验结果表明,该方法能准确检测得到SF6仪表指针,不仅具有较高的精度,而且还具有较强的实际应用价值.     

多类指针式仪表识别读数算法研究

针对多类指针式仪表,文中研究可以进行统一自动识别读数的算法框架。基于指针式仪表的结构特性,结合特征点的不可替代性提出,根据尺度不变特征点(Scale-Invariant Feature Transform,SIFT)匹配程度自动检测仪表类别。采用快速直线检测(Line Segment Detector,LSD)提取待定直线区域,创新地利用直线边缘的方向性约束得到指针两侧边缘,完成指针识别。研究中设计快速生成模板工具,保存仪表刻度角度-读数映射表,促成多类仪表自动读数。在此基础上,添加万用表评估算法优劣综合评估检测识别率、提取指针、读数精确度,满足设计要求,最终算法运行在Android系统的手持仪设备上。     

基于注意力机制的卷积神经网络指针式仪表图像读数识别方法

目前关于指针式仪表图像读数识别的研究大多建立在指针线段检测的基础上,然而该方法流程较多、读数识别效率低。并且仪表图像校准、指针线段拟合等中间过程积累的误差容易使指针倾角偏离真实值。因此从另一角度对基于图像特征映射仪表读数的方法进行了研究,该方法的优势是流程短、效率高。首先构建了融合卷积注意力模块的双路异构卷积神经网络,强化了对仪表图像特征的提取,改善了特征的类型和分布,提高了仪表读数识别的准确率;然后采取了软区间分级回归的策略,极大地简化了模型的体积,使得模型易于部署;最后通过算例对比了所提方法和基于指针线段检测的深度学习、机器学习模型识别仪表读数的准确率和效率。算例表明,所提方法在仪表图像读数识别准确率和效率之间取得了较好的平衡。     

基于机器视觉的水表机芯灵敏度检测

为了解决人工检测水表机芯灵敏度存在效率低、精度差等问题,开发了一套基于机器视觉的水表机芯灵敏度检测系统。设计了一种基于指针通气前后转动角度差的间接检测算法。利用最小二乘法求得初始轮廓圆心,以圆心的横坐标和纵坐标将指针轮廓分为4部分,计算每部分轮廓点到圆心距离的标准差,取标准差值最小部分作为轮廓集合来拟合出精确圆,实现指针圆心定位;结合Shi-Tomas角点检测算法和针尖点到圆心的距离特征实现针尖点定位;计算通气前后各子表盘指针圆心与针尖点所形成直线与水平线之间的夹角,将角度差换算的脉冲数与设定脉冲数阈值比对,判断是否合格。实验表明,该系统在保持检测准确性的前提下能够高效的完成水表机芯灵敏度检测,算法的检定正确率高达99.7%。     

基于PLC的组合仪表压针轴机控制系统

汽车仪表压针轴机，是将指针压制在汽车组合仪表盘上的设备。该文论述了基于PEC的汽车组合仪表压针轴机控制系统。相比使用传统继电器进行人工压针，采用计算机．PLC控制系统，仅一次压针过程，就可完成取针、移位、检测、信号加载、压针及对相关生产信息的保存，为生产过程全程质量监控体系提供了有力保障。     

基于虚拟仪器的机床齿轮箱故障诊断系统的设计

设计了基于虚拟仪器的齿轮箱故障诊断系统,利用图形化编程语言LabVIEW和模块化硬件,对齿轮箱的振动信号实时监测。建立了集参数数据库、故障数据记录库、故障诊断知识库、实时监测及诊断为一体的诊断系统。系统采用压电加速度传感器BZ1185采集齿轮箱振动信号,通过对信号放大、转换和滤波,将信号转换成有限带宽信号,通过数据采集卡AMPCI-9111输入到计算机中。使用开发的虚拟仪器技术开发平台,对CQ9145联合机床齿轮箱振动信号进行了倒频谱和小波分析,实验表明,本系统可以大大提高诊断准确度和效率。     

发射换能器指向性现场测试仪的设计与实现

低频发射换能器的指向性测试一般依靠外场试验进行。为了提高测试效率和测试精度,缩短测试时间,对发射换能器指向性测试方法进行了研究。以多路功放及指向性仪为基础,以通用计算机为平台,添加了同步信号输出卡和多功能信号采集卡,研制了一套发射换能器指向性现场测试设备,开发了多通道同步脉冲信号发生器和自动测试软件。经现场实验证明,该测试设备结构简单、成本低、可维护性好,能够减少测试工作强度和时间。与人工测量结果的对比表明,设备的测量结果更准确、指向性图细节更明显。     

基于LabWindows／CVI虚拟示波器的设计与实现

本文在简要介绍虚拟仪器概念的基础上,首先介绍了数据采集卡的设计思想,然后充分利用软件开发平台,分功能模块完成了虚拟示波器的软件设计。最后连接数据采集卡与虚拟示波器完成了虚拟示波器系统的设计。通过仿真分析证明,设计实现的虚拟示波器基本完成了传统示波器的功能,可以通过数据采集卡完成真实信号的采集和处理,与传统示波器相比,该虚拟仪器的测量功能可以由用户根据需要扩展,且人机界面友好。     

基于虚拟仪器技术的飞机起动系统自动测试仪的设计

本文描述的飞机起动系统自动测试是基于虚拟仪器技术设计.该自动测试系统由3部分构成:控制主体采用工控机,软件编制采用Labwindows/CVI软件平台,信号采集采用PCI数据采集卡.本文介绍了一种飞机智能部件的脱机仿真实验测试技术,旨在探讨智能部件维护检测的新方法;该测试系统用于在内、外场对飞机起动系统各种性能参数、控制逻辑及接口状态的加载仿真测试,测试飞机起动箱各种起动控制逻辑是否符合设计要求,各个外围起动箱附件的接口状态是否正常等.     

呼吸参数虚拟测量系统的设计

本文介绍了一种基于虚拟仪器的呼吸参数测量系统,该系统由硬件和软件两部分组成。硬件主要采用传感器、调理电路、数据采集和通用计算机,软件采用Lab VIEW编程,由于有大量成熟的软件模块,大大提高了开发效率。经扩展可用于其他生理数据的采集和处理。     

公交一卡通互联互通系统压力测试平台的研究

在公共交通一卡通互联互通过程中,改造后的终端、IC卡与后台系统之间存在交易数据特殊性,结合三者联合压力测试的需求,设计高效率、参数可控的压力测试平台系统,在该平台上终端、IC卡与系统的软硬件性能、压力均可测试。同时,系统将测试功能扩展到终端读写错误率、IC卡读写距离、闪存及交易时间等测试项目。实际运行的效果证明,系统能较好的实现一卡通互联互通过程中压力测试等多项测试需求。     

基于LabWindows/CVI的步进电机高精度控制

介绍了一种利用工控机和IPC5375接口卡 ,对步进电机实现高精度定位和速度控制的方案。文中介绍了步进电机、IPC5375接口卡、Labwindows/CVI等硬软件 ,较详细地讨论了步进电机的控制软件设计 ,并对控制系统的机械结构作了说明。因基于虚拟仪器平台Labwindows/CVI,控制方案具有可靠性高、人机友好、调试简单等特点。     

万能式断路器综合性能检测系统研制

介绍了一套基于虚拟仪器技术的万能式断路器综合性能检测系统设计方案。系统以工控机为控制核心,配置数据采集卡、信号调理电路和三相大电流发生器、气动夹具等组成系统硬件平台,利用LabVIEW软件开发相关测试及数据处理软件,实现数据采集和处理,满足了万能式断路器综合性能检测的需要。实际运行表明,该系统具有稳定可靠、操作方便、维护简单的特点。     

采用频率相关网络等值的RTDS-TSA异构混合仿真平台开发

大规模交直流混联电网的仿真,既需要考虑直流部分仿真的精细性,也要兼顾整体的仿真效率。因此文中将实时数字仿真器(RTDS)和机电暂态稳定分析(TSA)程序结合在一起提出一种异构的RTDS-TSA实时混合仿真平台。该平台采用GTFPGA板卡作为两者间高速数字化通信接口,同时实现了频率相关网络等值(FDNE)以提高仿真精度。通过一个由新英格兰39节点系统更改而来的含直流线路的测试系统,验证了所开发平台的正确性。     

多应力条件下可靠性试验数据采集与处理系统的设计

介绍了一种多应力条件下的可靠性试验数据采集与处理系统。系统硬件平台以工控机为基础,从通用雷达板级可靠性试验所涉及测试信号的性质及数据采集的实际要求出发,选用基于PXI总线的数据采集和输出板卡来完成激励信号的加载和响应信号的采集。系统软件采用Labwindow/CVI与VisualC＋＋编程实现,通过调用PXI板卡的驱动函数,实现对板卡的控制以及数据处理;该数据采集系统测试效率、精度高,而且操作简单,具有良好的扩展性。