基于机器视觉的水表检定方法研究

针对现有水表检定装置检定效率低、信息管理功能不足等问题,对水表指针识别、消除气泡影响、检定台自动化改造等方面进行了研究,提出了一种基于机器视觉的水表在线检测系统。采用距离法读取水表指针读数,通过模板匹配,旋转校正水表图像,利用极坐标变换,将子表盘展开成矩形,并集成二维码识别模块,实现了对水表的检定与数据保存;设计了上行走机构带动相机移动拍照,使用单个相机完成了5个工位水表图像的采集。研究结果表明:与人工肉眼读表和手工记录读数方法相比,该检测方法能确保水表的检定精度,同时提高了检定效率,并且检定数据可溯源。     

一种基于M-BUS通信技术和图像识别算法的摄像式水表设计

通过比对目前电子式水表的不足,提出了一种基于摄像技术和图像识别技术的电子式水表设计方案。主要是利用MBUS总线进行抄表,从M-BUS总线上取电直接给摄像头供电,并在摄像头拍照后,又利用对取得图片的二值化处理、图像识别比对等手段,将数据图片数字化,达到机械水表的测量数据与抄表的电子数据完全一致,最终实现水表数据数字化结算和智能远程抄表的目的。     

基于傅里叶变换的数字仪表字轮定位方法

机械式数字仪表的计算机自动抄表在工业和控制领域得到了广泛应用,而仪表图像中字轮的定位是数字仪表自动抄表系统的关键技术。目前,影响机械式数字仪表的字轮定位的问题主要有:表盘图像的背景复杂、类似字轮的干扰信息较多、所采集图像带有随机角度的倾斜。针对以上问题,文中提出了一种基于傅里叶变换的字轮定位方法。该方法首先采用边缘检测和数学形态学处理方法进行有效区域筛选,再利用基于快速傅里叶变换的倾斜校正方法进行表盘倾斜校正,然后采用水平和垂直积分投影法提取字轮区域,最后根据字轮在表盘中的位置特征判断倾斜校正过程中可能出现的图像倒置现象,并进行校正。该方法定位准确、计算简单,有效缩短了系统运行时间,对机械式数字仪表自动读数系统的实时性发展有重要意义。     

基于HSV空间的指针示数识别方法

为实现水表表盘指针区域的示数自动识别,提出以表盘结构信息结合HSV色彩空间分量实现区域定位及指针读数的图像识别方法。利用图像信息实时计算Hough检测所需参数进行表盘内圆及指针外圆的定位;采用HSV色彩空间通道信息作为指针轮廓提取标准;通过计算指针轮廓与预设半径同心圆的交点及指针所在圆心至轮廓点的最远距离,两种方式结合判断指针转动的角度并将其转换成实际的指针示数;通过对不同分位的指针识别结果进行合理性判断,完成常见机械误差的示数矫正;最后,采集现场工况下表盘图像对该算法进行测试,通过与人工读数结果相比较,表明当前的示数识别方法具有良好的准确性和可靠性。     

一种基于图像识别的机械式水表智能检定装置设计

现有图像识别方法无法提高机械式水表读数的识别成功率及效率。针对这一问题开发了一种视觉识别水表指针位置的图像识别方法，以提高识别算法的效率和抗干扰能力。采用摄像系统对水表表盘拍照，采集检定前后各指针的静态位置并分析其角度，进而识别出检定开始时刻和终止时刻的水量示值，两者之差即为水表累积体积示值，结合计量标准器自动测量的实际累积水量，实现水表示值误差的自动检定。基于以上算法设计了一套机械式水表智能检定装置，一次可实现2～10台同规格水表同时全自动检定，图像解析度可达到1/30指针刻度，极大地提升了检定信号的分辨率；图像的采集、识别时间只需10 ms,识别成功率高于99.9%。     

指针式指示表的自动读取及MATLAB仿真

针对指针式指示表的自动判读,介绍了指针式指示表的自动读取及MATLAB仿真。计算机获取指示表数字图像后,首先对图像进行预处理,包括图像平滑、图像分割及膨胀细化等步骤,然后通过Hough变换提取出指针所在的位置,通过图形用户界面把度数显示出来,最后利用表盘刻度与角度对应的线性关系得到指针读数。     

基于透视校正的指针式仪表读数识别

针对在倾斜拍摄条件下如何正确获取指针式仪表读数的问题,提出了一种基于透视校正的识别方法。采用色值叠加法进行图像增强;采用Otsu算法对图像进行二值化,并通过最大连通域获取仪表表盘区域;采用Hough变换法和最小二乘法进行表盘区域的边界直线的提取;通过透视变换法对表盘区域图像进行校正;利用兴趣区模板提取指针特征,并通过最小二乘法确定指针的偏转角度,用以计算仪表的读数。实验结果表明,所提方法具有较高的准确度和较好的实时性,对在倾斜条件下拍摄的仪表图像进行读数识别具有一定的实用价值。     

远程集中抄水表及现场校准设想

针对水表抄表所面临的问题 ,提出了远程集中抄表方案。介绍了远程集中抄表系统的构成、原理以及实际使用设想 ,同时对远传水表的现场校准作了简要介绍     

基于GPRS的水表远程抄表系统设计

设计了一种基于GPRS的水表远程集中抄表装置,该装置通过GPRS模块M23和单片机C8051F340分别完成网络抄表和USB集中抄表。文中介绍了系统的总体方案及GPRS抄表装置硬件设计和软件设计,着重分析了GPRS通讯程序设计中AT指令和嵌入式TCP/IP协议的指令格式、使用方法以及USB通讯程序设计方法。该系统的设计,实现了水表的远程集中抄表,提高了抄表的准确性及用水管理部门的管理水平和效率。     

电话远传抄表系统设计

随着供水管理技术的发展，供水服务中的抄表收费工作正孕育着根本性的变革。电子化、自动化是抄表管理模式发展的必由之路。为了实现抄表管理自动化，加大水表新产品开发力度，我厂和南京宁政科技系统工程公司联合研制开发了电话远传抄表系统。电话远传抄表系统是一种自来水水表数据电话远程采集系统，这种系统是通过电话远程抄读水表数据，实现抄收管理自动化，彻底改变了传统的人工抄表收费方式，达到供水服务手段现代化。数据远程传输时，人们通常把电话线作为传输媒体，采用ＰＣ外加调制解调器来传送数据，这种方式适合于大数据量的传输…     

一种基于机器视觉的水表检定装置的研制

研制了一种基于机器视觉的水表检定装置,该检定装置通过设计移动式图像采集平台,单个相机即可完成对多工位的水表指针图像采集,节约了设备成本。采用角度法识别水表指针读数,通过模板匹配校正图像,提出了一种改进的最小二乘法拟合圆心的算法定位指针,利用harris角点检测算法获取针尖点,根据圆心与指针角点形成的连线之间的夹角获得指针的读数。实验表明:该检定装置与人工检定的方法相比,提高了生产效率,且系统的识别正确率在94%以上,具有较高的准确性。     

基于YOLOv5的指针式仪表自动读数方法研究

为了实现复杂环境下指针式仪表的自动读数,提出了一种基于目标检测的指针式仪表自动读数方法。首先,针对复杂环境下仪表检测困难的问题,利用改进的YOLOv5算法对仪表表盘进行检测,并提取出表盘区域;其次,结合AKAZE(accelerate-KAZE)算法、随机抽样一致性算法(random sample consensus, RANSAC)和椭圆拟合算法对提取出的表盘做2次透视变换,实现对表盘的倾斜校正;最后,将无倾斜的圆形表盘通过极坐标变换展开成矩形,再利用YOLOv5算法对指针位置进行识别,采用距离法得到最终读数。实验结果表明,所提方法的读数最大相对误差低于2.5%。此自动读数方法具有稳定性和准确性,可满足各类工业场景下的实际应用要求。     

差分升级在物联网水表上的实现与应用

当越来越多的物联网水表加入抄表系统后,实现了水表数据的信息化,并且当水表终端需要技术更新时,通过网络方式来升级产品可以高效修复设备面临的问题,减少用户损失,降低维护成本,但同时也对有限的网络资源形成负担。当前终端的无线远程升级技术多采用单一的整包升级策略,存储空间占用率高,网络资源占用量大,升级成功率不高。针对上述问题,引入了应用于Android端的开源差分算法HdiffPatch,介绍了差分升级在物联网抄表系统中的实现架构和方法,并通过重编译实现算法在Windows服务器端及嵌入式水表终端的应用。最后通过实验结果展示了HdiffPatch差分升级算法在物联网抄表设备的可行性。     

基于KAZE特征匹配的指针式仪表自动读数方法北大核心CSCD

针对远距离多角度下的指针式仪表盘刻度模糊、表盘变形带来的自动识别困难,提出了一种基于KAZE特征的关键点匹配的表盘自动读数方法。首先针对每类表盘制作模板,然后分别提取待识别图像及其模板图像的KAZE特征,采用KNN进行关键点匹配,并通过RANSAC消除匹配错误的关键点。通过匹配结果得到表盘区域ROI,并根据ROI区域的直方图分布进行二值化和形态学处理得到边缘信息,采用概率霍夫变换拟合直线归类合并出指针直线,最终结合标注的先验知识得出读数。结果表明提出的方法很好的解决了远距离多角度下的表盘自动读数问题,在560个样本中,误差控制在一刻度之内的结果达到了96%以上,满足了实用要求。     

基于KAZE特征匹配的指针式仪表自动读数方法

针对远距离多角度下的指针式仪表盘刻度模糊、表盘变形带来的自动识别困难,提出了一种基于KAZE特征的关键点匹配的表盘自动读数方法。首先针对每类表盘制作模板,然后分别提取待识别图像及其模板图像的KAZE特征,采用KNN进行关键点匹配,并通过RANSAC消除匹配错误的关键点。通过匹配结果得到表盘区域ROI,并根据ROI区域的直方图分布进行二值化和形态学处理得到边缘信息,采用概率霍夫变换拟合直线归类合并出指针直线,最终结合标注的先验知识得出读数。结果表明提出的方法很好的解决了远距离多角度下的表盘自动读数问题,在560个样本中,误差控制在一刻度之内的结果达到了96%以上,满足了实用要求。     

基于计算机视觉的指针仪表盘识别算法与系统设计

基于计算机视觉技术，设计实现了一种高效的指针式仪表自动化识别系统。该系统可以通过摄像头实时采集仪表盘图像，经过预处理后使用Hough圆检测方法定位表盘位置，并结合Hough变换与边缘聚类分析识别指针角度，利用预设仪表模型计算得出指针读数。实验结果表明，该系统实现简单，使用方便，可满足高精度与实时性的识别要求，并且在动态场景中具有较好的抗干扰性，对摄像采集与计算平台硬件性能要求不高，在工业与生活中具有很好的应用价值和发展前景。     

基于GPRS的水表远程集中抄表系统的设计

设计了一种水表远程集中抄表系统,该系统通过M32 GPRS模块和C8051F340单片机,分别完成GPRS网络抄表功能和USB集中抄表功能.介绍了集中器与管理机的通讯方式.设计了采集器和集中器,采集器主要完成用水量信息的计量和用户用水控制,并通过RS-485总线与集中器进行通讯;集中器以GPRS方式与管理机进行通讯,并具有USB通讯功能.     

基于机器视觉的水表检定一体机的研发

针对机械式水表检定存在人眼读数误差大和现有检定装置能力的不足,以实现水表准确读数、自动化检定为目标,研发了一种基于机器视觉的水表检定一体机,采用模板匹配定位梅花针并计算转速,设计了具有方向性的水表托盘和立体式流水线,利用PLC搭建控制系统,实现了集水表输送、扫码、锁紧表罩、抽真空、注水、误差检定、分拣为一体的高精度、高效率检定。     

无线摄像式智能抄表系统的设计与实现

针对目前电力行业手工抄表实时性差,精度低的特点,设计了一套低成本的无线摄像式智能抄表系统,并详细地分析了该系统的各个组成部分及其工作原理。系统采用定时摄像、无线传输和数字图像识别相结合的方法,用户无需更换已有的传统电能表,只需在现有的电能表上安装摄像与传输模块即可实现无线智能抄表。与手工抄表方式相比,该系统能提高数据采集速度和精度;与常见的一体化智能电表相比,能降低智能电网建设成本,尤其适合在广大的农村地区使用。     

基于Zigbee的电表红外采集器的研究

传统的人工抄表、IC卡预付费抄表、485总线抄表等抄表方式,都存在着抄表难、滞后大、布线难等问题,制约了抄表系统的发展与工作效率。Zigbee技术用于自动抄表领域具有不可取代的优势。文章提出了一种低成本、低功耗的Zigbee抄表系统,以TI的CC2530作为主控芯片,采用红外抄表方式,并通过Zigbee组网发送至集中器,解决了抄表难题,且不用布线,方便可行。