特种车辆仪表指针提取

提出了一种基于检测和验证相结合的指针综合提取方案,目的是实现特种车辆指针式仪表图像识别的自动识别和自动矫正。该方案优化利用了Hough变换法、极坐标中心投影以及边缘点集合的最小二乘法等算法,使得指针的自动提取无论针对何种品质的图像都非常准确。经验证,采用该方法进行特种车辆仪表指针提取,准确度达到99%以上。

基于ORB与改进区域生长法的指针式仪表读数方法

为进一步提高倾斜仪表图像自动读数的准确度,提出了一种基于ORB和改进区域生长法的倾斜指针式仪表自动读数方法。首先,采用ORB算法检测目标图像和模板图像的特征点,根据匹配的特征点计算变换矩阵,采用透视变换实现倾斜矫正;然后,利用最小二乘法检测模板图像圆心,将逆变换后的圆心作为种子点,采用基于指针面积的灰度自适应阈值作为生长准则检测指针区域;最后,采用投影法和霍夫变换提取指针角度,根据量程与角度关系计算仪表读数。实验结果表明,所提读数方法的最大相对误差为2.96%,平均花费时间为400 ms,读数精度与效率均能够满足实际工程的读数要求,对推进能源物联网和数字化电网的建设有积极作用。

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。

改进ORB和Hough变换的指针式仪表识读方法

为了实现指针式仪表的自动识读,提出一种基于改进ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)和Hough变换算法的指针式仪表识读算法。利用角点强化方法加强ORB算法检测的特征点,通过特征点匹配对计算模板图像与待检测图像之间的透视变换矩阵。利用数学形态学处理、阈值分割等图像预处理提取指针,并提出一种用于确定指针旋转圆心的基于ORB特征匹配对的相似特征三角形方法,结合投影法定位指针方向。利用指针细化算法和添加圆心约束的Hough变换算法检测指针角度。最后根据仪表的先验信息得到读数结果。实验结果表明该算法在识读速度和精度等方面都能够满足指针式仪表识读的要求,具有较高的可靠性和工程应用价值。

巡检机器人中指针式仪表示数的自动识别方法

针对巡检机器人室外自主识别仪表示数易受到光照影响的问题,在研究了基于二维伽马函数的仪表图像光照不均匀自适应校正算法的基础上,提出了基于最大稳定极值区域(MSER)提取指针区域的算法。首先,通过三尺度高斯函数提取光照分量,构造二维伽马函数自动地调整图像反光区域或过暗区域的亮度;然后,通过MSER的两次稳定区域检测提取指针区域;接着,以指针通过仪表轴心为条件,用细化算法和累计概率霍夫变换(PPHT)精确地定位到指针,提高了定位直线的准确度;最后,通过PPHT检测的直线两个端点与轴心位置比较,直接可以判断指针指向,更加方便了计算示数。实验结果表明,所提的仪表示数识别方法能够适应不同光照下、不同类型仪表的指针定位,且识别示数的正确率达到94%以上。

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;获取指针的偏转角度来计算仪表读数。仿真实验表明,所提算法能够在不同光照变化和存在指针阴影的条件下较好地提取指针区域,且读数识别的正确率达到95%以上。

变电站指针式仪表精准读数及可靠度估计模型

为了实现指针式仪表的机器人自动巡检、读数工作,针对传统方法对指针式仪表起始刻度线、终止刻度线位置提取不够准确,读数不够精准等问题,提出了一种新型仪表读数算法,解决了表盘起始、终止刻度线需要提前预设、传统的Hough直线识别算法偏离指针中心线的难点问题,明显提高了系统读数的准确性;针对现有方法不能判断读表结果可靠度的问题,搭建了基于一致显著性的仪表读数可靠度估计模型,采用聚类思想实现了仪表特征一致显著性关联约束检测,可对仪表读数的可靠度进行估计。实验结果表明:所提出的仪表读数算法准确性更高,所创建的估计模型对读数可靠度的判断稳定可信。