(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210366137.3 (22)申请日 2022.04.08 (71)申请人 安徽农业大 学 地址 230001 安徽省合肥市长江西路13 0号 (72)发明人 邵淮先　唐七星　王玉伟　程磊　 刘路　廖娟　董萧　 (74)专利代理 机构 合肥信诚兆佳知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 34159 专利代理师 张影 (51)Int.Cl. G06T 7/11(2017.01) G06T 7/187(2017.01) G06T 7/66(2017.01) G06T 7/73(2017.01)G06T 5/20(2006.01) G06V 10/46(2022.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 一种指针式仪表测量值读取方法、 装置及系 统 (57)摘要 本发明公开了一种指针式仪表测量值读取 方法、 装置及系统， 方法包括： 利用几何方法计算 出仪表的中心位置； 计算出第一质心； 以所述第 一质心为圆心在所述像素区域上创建第一掩膜 图像； 将所述光学图像与灰度填充后的图像求差 后得到差值图像； 获取差值图像的孔洞填充图 像， 将孔洞填充图像与第一掩膜图像进行与运算 得到仪表 光学图像的圆盘图像； 根据指针区域中 像素点的分布特征获取指针区域对应的指针长 度； 将第二掩膜图像与所述圆盘图像进行与运 算， 得到目标图像； 获取目标图像中各个连通域 区域的第二质心， 根据第一质心与各个第二质心 的连线之间的夹角识别出仪表的测量值。 应用本 发明， 相对于 人工读取， 无需进行肉眼辨别过程， 速度更快。 权利要求书3页 说明书7页 附图5页 CN 114693705 A 2022.07.01 CN 114693705 A 1.一种指针式仪表测量 值读取方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取仪表指示区的光学图像， 并对所述光学图像依次进行中值滤波、 灰度填充以及 Hough变换得到仪表的边缘信息， 其中， 所述仪表包括双金属仪表、 磁电式仪表中的一种或 组合； 根据所述 边缘信息， 利用几何方法计算出仪表的中心位置； 根据所述中心位置以及仪表的形状提取出仪表对应的像素区域， 并对所述像素区域进 行二值化处理， 根据二 值化图像计算出像素区域对应的第一质心； 以所述第一质心为圆心在所述像素区域上创建第 一掩膜图像； 将所述光学图像与 灰度 填充后的图像求差后得到差值图像； 对差值图像进 行孔洞填充处理， 得到孔洞填充图像， 将 孔洞填充图像与第一掩膜图像进行与运 算得到仪表光学图像的圆盘图像； 利用连通域算法获取所述圆盘图像中指针区域， 根据指针区域中像素点的分布特征获 取指针区域对应的指针长度； 以所述第 一质心为圆心， 指针长度为半径， 创建第 二掩膜图像， 将第 二掩膜图像与所述 圆盘图像进 行与运算， 得到目标图像； 获取目标图像中各个连通域区域的第二质心， 根据第 一质心与各个第二质心的连线之间的夹角识别出仪表的测量 值。 2.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法， 其特征在于， 所述获取仪表 指示区的光学图像， 包括： 将所述仪表的指示区置于相机的画面中心位置， 并使用相机获取仪表指示区的光学图 像。 3.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法， 其特征在于， 所述根据二值 化图像计算出像素区域对应的第一质心， 包括： 利用公式， 计算出像素区域对应的第一质心， 其中， x2为第一质心横坐标； A为二值化图像对应图像中像素点的数量； m为二值化图像对应图 像中像素点的横坐标； ∑为求和函数； G为二值化图像对应图像； n为二值化图像对应图像中 像素点的纵坐标； y2为第一质心纵坐标。 4.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法， 其特征在于， 所述将所述光 学图像与灰度填充后的图像求差后得到 差值图像， 包括： 利用公式， I3(x,y)＝I2(x,y)‑I1(x,y)， 将 所述光学图像与灰度填充后的图像求差后得 到差值图像， 其中， I3(x,y)为差值图像； I2(x,y)为灰度填充后的图像； I1(x,y)为光学图像。 5.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法， 其特征在于， 所述根据指针 区域中像素点的分布特 征获取指针区域对应的指针长度， 包括： 根据指针区域Z(u,v)利用公式， 获取指针区域对应的指 针 长度， 其中， R2为指针长度； x3为指针区域Z(u,v)中距离第一质心(x2,y2)最远点的横 坐标； y3为指针权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114693705 A 2区域Z(u,v)中距离第一质心(x2,y2)最远点的纵坐标； x2为第一质心横坐标； y2为第一质心 纵坐标。 6.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法， 其特征在于， 所述第 一质心 与各个第二质心的连线之间的夹角， 包括： 利用公式， 计算第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角， 其 中， 为对应起始刻度的连通域 的第二质心与第一质心(x2,y2)之间第一直线L1的方向向 量； a为目标图像F(p,q)中对应起始刻度的连通域的第二质心的横坐标； b为目标图像F(p, q)中对应起始刻度的连通域的第二质心的纵坐标； c为目标图像F(p,q)中对应测量值刻度 的连通域的第二质心的横坐标； d为目标图像F(p,q)中对应测量值刻度的连通域的第二质 心的纵坐标； 为指针区域Z(u,v)中轴线的方向向量； 为对应测量值刻度的连通域的第 二质心与第一质心(x2,y2)之间第二直线L2的方向向量； arccos为反余弦函数； α 为指针与第 一直线L1之间的夹角； β 为指针与第二 直线L2之间的夹角。 7.根据权利要求6所述的一种指针式仪表测量值读取方法， 其特征在于， 所述根据第 一 质心与各个第二质心的连线之间的夹角识别出仪表的测量 值， 包括： 根据第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角， 利用公式， 识别出仪 表的测量 值， 其中， T为仪表的测量 值； S为所述仪表的量 程。 8.一种指针式仪表测量 值读取装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 获取模块， 用于获取仪表指示区的光学图像， 并对所述光学图像依次进行中值滤波、 灰 度填充以及Hough变换得到仪表的边缘信息， 其中， 所述仪表包括双金属仪表、 磁电式仪表 中的一种或组合； 计算模块， 用于根据所述 边缘信息， 利用几何方法计算出仪表的中心位置； 处理模块， 用于根据所述中心位置以及仪表的形状提取出仪表对应的像素区域， 并对 所述像素区域进行二 值化处理， 根据二 值化图像计算出像素区域对应的第一质心； 求差模块， 用于以所述第一质心为圆心在所述像素区域上创建第一掩膜图像； 将所述 光学图像与灰度填充后的图像求差后得到差值图像； 对差值图像进行孔洞填充处理， 得到 孔洞填充图像， 将孔洞填充图像与第一掩膜图像进行与运算得到仪表光学图像的圆盘图 像；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114693705 A 3