基于特征间几何约束的指针仪表读数识别方法

摘要

在指针式仪表示值监控系统中，倾斜拍摄仪表图像时会导致识别结果出现偏差，为此提出一种基于仪表特征间几何约束的识别方法。首先利用一幅平铺于仪表上表面的平面标定板图像实现相机参数标定，生成仪表在标定平面上的虚拟图像；然后利用表壳上表面、刻度平面、指针平面与虚拟像平面间的平行关系，确定表壳圆的圆心、仪表刻度圆心、指针转轴中心特征间的透视投影约束关系，利用图像的极坐标变换和离散傅里叶变换提取仪表刻度圆心的最优位置及起始刻度线的角度，利用Hough变换的投票原理估计指针的转动角度；最后利用角度法实现仪表读数的解算。以某型号指针式温度计为测试对象进行实验验证，识别结果的平均误差为0.23℃,最大误差为0.7℃,本文方法能够准确识别仪表读数且识别精度优于人工读数。

关键词

指针式仪表 / 透视投影约束 / 相机标定 / 离散傅里叶变换

基金资助

辽宁省教育厅高等学校基本科研重点项目(LJKZ0243)