户外巡检机器人指针式仪表识别方法研究

在户外巡检环境下,巡检机器人捕捉到的图像容易受到环境因素的影响,导致仪表识别读数精度低、鲁棒性差。针对这一问题,提出了一种基于改进PSPNet的指针式仪表识别读数方法。首先使用YOLOv5识别出仪表区域,然后通过改进PSPNet提取出指针和刻度线区域,随后经过透视变换和提取指针直线,最后根据角度法计算出仪表读数。实验结果表明：在各种户外复杂环境下,指针式仪表读数平均相对误差为1.28%,平均引用误差为0.68%,每张图片平均处理时间为1.28 s,准确性和稳定性较高,为户外巡检机器人指针式仪表识别提供了有效手段。     

巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统

为了解决智能巡检机器人仪表读数识别中易受光照变化影响、识别精度不高等问题,结合高压变电场中常见指针区域的图像特点,建立了指针式仪表读数高精度识别系统。鉴于巡检机器人的室外工作环境,提出了迭代最大类间方差算法,实现了多种光照条件下仪表图像的指针区域提取。经过分析指针转动和图像特性,提出了基于Hough变换的指针角度识别,推导出指针角度与仪表读数的函数关系。该算法较传统Hough变换角度提取法,增加了指针中心线通过表计中心等约束条件,提高了指针角度提取的精度,降低了搜索数据量和搜索时间。通过大量实验验证所建立的表计读数识别系统可实现室外各种光照条件下表计读数识别,获得95%以上的正确识别率。多组鲁棒性实验分析表明,该系统对光照条件、指针宽度、表盘干扰、拍摄角度(不产生指针阴影)具有较好的鲁棒性,但由于拍摄角度而产生指针阴影时,会引起较大的指针中心线提取和角度计算偏差,从而降低仪表读数识别精度。     

基于YOLOv5和U-net的指针式仪表读数识别方法北大核心CSCD

针对不同背景、距离条件下指针式仪表读数识别准确性低的问题,提出了一种结合YOLOv5和U-net的仪表读数识别方法。首先引入了YOLOv5算法检测并提取仪表区域;其次采用Hough梯度圆检测提取纯仪表盘和U-net分割算法准确分割出指针轮廓,并通过指针细化,加权最小二乘法拟合指针所在直线,根据定位坐标系获取指针方向和偏转角度,最后利用指针的偏转角度计算仪表读数。结果表明:提出的方法检测每张图像的平均耗时为64.511 ms,读数识别的成功率达97%,平均引用误差为0.577%,能快速并准确地识别出指针式仪表示数。     

基于改进GA-Otsu与RANSAC回归的指针式仪表识读算法

为解决指针式仪表的人工读数效率低、识读精度不高等问题,提出一种基于改进GA-Otsu与RANSAC回归(随机抽样一致性)的指针式仪表识读方法。利用ABF(自适应双边滤波器)对指针式仪表图像进行纹理和噪声滤除,结合Hough梯度法与Mask掩膜法对仪表图像进行表盘提取。基于改进GA-Otsu的图像分割算法得到分离的指针区域,经过形态学处理提取指针细化图。采用RANSAC算法拟合得到指针中心所在直线,计算其角度值,并结合量程信息与角度法完成仪表读数识读。实验结果表明,该算法能有效地分离指针目标与背景,相较改进前识读速度提升了约42.34%、识读平均相对误差小于1.15%,并对不同光照和阴影干扰均有较强的鲁棒性。     

基于SVM的精密指针式仪表自动读数方法

针对精密指针式仪表读数算法对自动读数的自适应性差问题,提出一种基于SVM的精密指针式仪表自动读数方法。该方法首先对二值化处理后的仪表图像通过面积形态学提取刻度并做极坐标变化,再利用面积形态学特征提取刻度与指针位置,最后利用SVM识别刻度对应的数值进行读数判读。实验表明,自动读数结果与实际数值相比误差均小于0.1%,算法稳定可靠。     

基于形态学处理的仪表指针提取算法

指针式仪表被广泛应用在工业检测等诸多领域,目前指针式仪表检测朝着自动化和智能化的方向发展。指针特征提取是指针式仪表检测系统中极为关键的技术,针对仪表表盘环境复杂、指针的粗细不一等因素导致的指针特征提取困难问题,提出了基于形态学处理的仪表指针提取算法。首先将获取的图像经过图像增强处理、中值滤波、otsu算法获得干净的二值化图,其次将反转后的二值化图经过形态学处理,最后输出提取结果。实验结果表明:该算法在损失极少量指针长度的情况下能够更为精确有效的提取指针信息,解决“双边缘效应”现象和复杂表盘环境下无关信息对指针特征信息的干扰,从而可以提高仪表检测的精确程度和仪表检测系统的适用性,对指针式仪表检测系统的读数识别研究具有重要意义。     

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。     

基于双重霍夫空间投票的指针表自动读数方法

针对现有指针式仪表自动读数算法对图像采集条件要求较为严格的缺陷,提出一种基于双重霍夫空间投票的指针式仪表自动读数方法。该方法根据仪表刻度和圆心在霍夫空间中的分布特性,自适应地计算仪表圆心,并在极坐标空间使用投影法对图像进行分割,提取刻度和指针信息,最后通过距离法对指针式仪表进行读数。实验证明,所提出算法的平均引用误差均在0. 8%以下,有效提高了读数的正确率及鲁棒性。     

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。     

基于Hough变换与特征聚类的指针轮廓识别方法

无人值守机器人在智能配电房进行巡检、监测采样过程中,需对配电房内的指针式仪表进行自动化识别与判读。对于方型指针式仪表,提出一种基于轮廓特征筛选与直线检测的仪表智能识别方法。在该算法的前处理过程中,针对巡检视角窗口的移动性与多个仪表的分割提出了基于分数体系的算法;在表盘指针识别的图像处理过程中,提出了基于轮廓特征检测与Hough线段识别相结合的方法,并进行聚类估值处理,有效地改进了传统的直线检测方案。利用OpenCV视觉库和C++在计算机中进行算法实现和验证,结果表明,该算法满足精度要求,具有较高的应用价值。     

一种用于变电站避雷器仪表智能读数的图像处理方法

针对在户外条件下进行图像处理的特点,提出了一种用于智能变电站巡检机器人检测避雷器读数的图像处理方法。为了减少光照对图像处理的影响,首先对仪表设备的灰度图像进行底帽变换,然后对图片进行大津二值化和Canny边缘检测,并利用概率霍夫变换进行直线检测,根据避雷器仪表指针的特点对检测得到的直线进行过滤,得到避雷器指针的准确位置。通过巡检机器人巡检数据的实际检测,该方法在误差允许范围内对避雷器正确读数的概率超过96.5%,具有较高的鲁棒性,可满足巡检机器人现场检测的需求。     

基于机器视觉的指针式仪表读数自动校准方法

指针式仪表是工业生产的重要辅助工具,其读数显示精度直接影响工业生产质量,通过机器视觉技术的应用优化设计指针式仪表读数自动校准方法。首先,利用机器视觉技术采集指针式仪表图像,经过灰度化处理、畸变校正和滤波等3个步骤,完成初始图像的预处理;其次,定位提取仪表图像中的表盘区域、指针以及刻度线;最后,利用角度法自动识别当前的仪表读数,确定仪表校准方向,计算仪表校准量,实现指针式仪表读数的自动校准。实验结果表明：应用优化设计的校准方法,压力表、温度表和电流表的平均校准误差分别降低了3.88 MPa、0.78℃和0.044 A,即优化方法在校准效果方面更加具有优势。     

基于ORB和改进Hough变换的指针仪表智能识读方法

为了满足变电站巡检机器人对电站指针仪表的智能识读要求,提出一种基于ORB和改进Hough变换的指针仪表识读方法,描述了该算法中仪表区域识别、二值化处理、骨架提取和读数获取等环节,利用C++在计算机上进行算法实现、验证。结果表明该算法满足读数精度要求、具有较好的实时性,拥有较高的可靠性和应用价值。     

基于计算机视觉的指针式仪表智能判读方法

指针式仪表的自动读数是近年来的热门研究内容，但一直存在由成像畸变导致的误差较大的问题。本文提出了一种基于计算机视觉的指针式仪表示值精确判读方法，在对指针式仪表图像中的指针与表盘长刻度进行提取并对其倾斜角度进行检测的基础上，依据针孔成像模型，分析了摄像机内部畸变参数对两直线间夹角成像失真的影响，建立了指针与零刻度间夹角、长刻度与零刻度间夹角的失真校正算法，采用牛顿插值法对指针与零刻度间夹角和仪表示值间的关系进行函数逼近，提高了基于计算机视觉的指针式仪表智能判读的准确度。对0．5级伏安表的判读实验证明了方法的有效性与正确性。     

基于单参数同态滤波与全局对比度增强的指针仪表读数识别方法

为解决光照变化、指针阴影对指针式仪表读数识别的影响,提出具有单参数的指数型同态滤波与全局对比度处理的仪表读数识别方法.设计了单参数指数型同态滤波器来增强图像对光照变化的适应性;利用全局对比度图像增强算法来突出表盘信息区域;通过二值化、连通域处理、形态学处理提取指针区域;通过细化处理和累计概率霍夫变换定位指针中心线;获取...     

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Linux系统的非线性指针式仪表识别研究

对常用的指针式仪表提出了一种新的识别方法,利用标度间隔,分度长与刻度值间的对应关系,识别指针读数,可对线性刻度和非线性刻度的仪表指针“读取”数值。系统采用嵌入式系统设计方案,使用嵌入式Linux为操作系统Qt／Embedded为用户界面开发环境。USB摄像头实时采集表盘图像,初步建立了软、硬件指针仪表图像识别系统,有利于降低成本,增加便利性。     

基于嵌入式Linux非线性指针式仪表识别系统的研究

对常用的指针式仪表提出了一种新的识别方法,利用标度间隔,分度长与刻度值间的对应关系,识别指针读数．可对线性刻度和非线性刻度的仪表指针“读取”数值。系统采用嵌入式系统设计方案,使用嵌入式Linux为操作系统Qt／Embedded为用户界面开发环境,USB摄像头实时采集表盘图像,初步建立了软、硬件指针仪表图像识别系统．有利于降低成本,增加便利性。     

基于灰度梯度联合二值图的抗干扰指针仪表自动识读方法

无人值守机器人在智能配电房进行设备状态检测过程中,需对配电房内的各类指针式仪表进行自动化识别判读。对于方型指针式仪表检测过程中出现的大角度倾斜、阴影与反光干扰,提出一种基于灰度梯度比值阵与联合二值图的抗干扰指针识别算法。在表盘定位过程中,提出基于灰度直方图峰值检测与灰度梯度比值阵相结合的方法,有效消除了边框阴影的干扰,实现四条边框方向的定位;在指针识别过程中,提出基于联合二值图的方法,有效增强了表盘中的指针信息,并通过Hough直线检测与线段聚类,最终进行倾斜校正从而获取指针角度。利用C++语言与OpenCV视觉库在计算机中进行算法实现与验证,结果表明,该算法在强干扰条件下仍表现出较高的鲁棒性和精度,具有较高的应用价值。     

提高圆形指针式仪表自动识别算法准确度的探讨

随着计算机图像处理技术的发展,指针式仪表的自动识别在计量校准领域应用越来越普遍,可以大大提高校准效率与精度.仪表自动识别的过程大致相似,本文针对提高圆形指针仪表自动识别准确度的关键算法进行了探讨.实验证明,通过对识别算法的优化,可以大幅度提高指针式仪表的识别成功率.