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一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法.pdf

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一种 基于 智能 终端 机械式 水表 动态 视觉 测量方法
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摘要
申请专利号:

CN201910039398

申请日:

20190116

公开号:

CN109632055A

公开日:

20190416

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: G01F25/00;G01F15/06 主分类号: G01F25/00;G01F15/06
申请人: 杭州丹纳计量科技有限公司
发明人: 杜伟鹏;段文义;胡?#26377;?
地址: 310018 浙江省杭州市经济技术开发区晓城天地商业中心1幢807室
优先权:
专利代理机构: 33272 代理人: 王佳健
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910039398

授权公告号:

法律状态公告日:

20190416

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开了一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法。本发明通过智能终端上的APP控制摄像系统,动态采集机械式水表指示装置旋转指针在不同位置的图像,采用基于图像轮廓和色彩识别的视觉测量技术解析出不同图像对应的旋转角度,得到指针的旋转角测量结果;每一幅图像?#19978;?#30340;同时添加?#19978;?#26102;间戳,建立起每一旋转角度与时间的唯一对应关系,按指针旋转角度与所指示体积值成正比关系,将旋转角转换成带时间戳的水表计量数据,通过数字通信信号传输给计算机等外部设备,从而使得机械式水表的检测更加便捷,更加高效。

权利要求书

1.一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法,其特征在于: 智能终端中的摄像系统定位在机械式水表指示装置的上方,获取机械式水表指示装置的图像; 根据拟捕捉的旋转指针特征实施自动捕捉,并进行定位; 以设定的?#32435;?#36895;度控制摄像系统采集水表指示装置的图像,并仅对定位框内的图像进行解析,所述的定位框内只含有最低位指示装置图像; 根据旋转指针的图像特征提取图像轮廓,定位旋转圆心,在该定位框内建立二维坐标,建立零度角参考线; 将每一幅旋转指针图像解析成与旋转圆心的连线,与零度角参考线相比较,确定旋转角度,所述旋转角度可换算成水表的计量数据,同时将该计量数据附上时间戳; 通过通信链?#26041;?#24102;有时间戳的计量数据向外发送,外?#23458;?#20449;接收设备接收到该信号后输入计算机系统,计算机系统经过解析还原成计量数据及时间戳数据,通过与水表计量检测标准设备检测到的数据进行比较,来判断水表的计量性能是否满足指标要求。 2.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法,其特征在于:所述的旋转指针的图像特征包括形状和色?#30465;?3.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法,其特征在于:根据圆心坐标不变原则,对旋转指针的轮廓的动态图像进行坐标解析,?#19994;?#38745;?#20849;?#21464;的圆心坐标,过圆心坐标建立零度角参考线。 4.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法,其特征在于:在每一个?#32435;?#25351;令的同时,从智能终端的时钟系统读取当前时间,与当前图像建立唯一对应关系的数据组。 5.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法,其特征在于:所述的通信链路包括数据线端口、无线模式下的无线局域网端口、蓝牙端口或蜂窝移动网络端口。 6.根据权利要求1至5中所述的一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法,其特征在于:所述的智能终端为手机。

说明书


一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测量方法
技术领域


本发明属于流量仪表计量技术领域,涉及一种基于智能终端的机械式水表动态视
觉测量方法。


背景技术


机械式水表是一种广泛应用于自来水用水量计量的仪表。根据行业统计,中国每
年生产的机械式水表超过6000万只。每一只水表都需要经过计量检测合格之后方可出厂。
机械式水表没?#26800;?#20449;号输出,传统的计量检测方法完全依赖于人工抄读,效?#23454;停?#38543;着人工
成本越来越高,生产成本也越来越高,产品往往缺乏价格竞争力。同时,人工抄读容易产生
差错,不利于提高产品的出厂合格?#30465;?br>

为了实现机械式水表的自动化检测,必须借助于外部测量设备,将水表代表计量
数据的机械信号转化为电信号,再将电信号输入计算机系统,在计算机系统控制下达到无
须人工干预的自动检测目的。


目前的外部测量设备有的采用光电传感器,当水表旋转指针旋转到光电传感器的
光点时,光电传感器的接收光线发生改变,即输出脉冲信号,脉冲信号代表机械旋转信号;
有的采用高速工业摄像机采集机械旋转信号,经图像处理后转换成脉冲信号输出。


发明内容


本发明针对现有技术的不足,提供了一种基于智能终端的机械式水表动态视觉测
量方法,用于解决没?#26800;?#20449;号输出的机械式水表的自动检测问题。


本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:


智能终端中的摄像系统定位在机械式水表指示装置的上方,获取机械式水表指示装置
的图像。


根据拟捕捉的旋转指针特征实施自动捕捉,并进行定位。


以设定的?#32435;?#36895;度控制摄像系统采集水表指示装置的图像,并仅对定位框内的图
像进行解析,所述的定位框内只含有最低位指示装置图像。


根据旋转指针的图像特征提取图像轮廓,定位旋转圆心,在该定位框内建立二维
坐标,建立零度角参考线。


将每一幅旋转指针图像解析成与旋转圆心的连线,与零度角参考线相比较,确定
旋转角度,所述旋转角度可换算成水表的计量数据,同时将该计量数据附上时间戳。


通过通信链?#26041;?#24102;有时间戳的计量数据向外发送,外?#23458;?#20449;接收设备接收到该信
号后输入计算机系统,计算机系统经过解析还原成计量数据及时间戳数据,通过与水表计
量检测标准设备检测到的数据进行比较,来判断水表的计量性能是否满足指标要求。


进一步说,所述的旋转指针的图像特征包括形状和色?#30465;?br>

进一步说,根据圆心坐标不变原则,对旋转指针的轮廓的动态图像进行坐标解析,
?#19994;?#38745;?#20849;?#21464;的圆心坐标,过圆心坐标建立零度角参考线。


进一步说,在每一个?#32435;?#25351;令的同时,从智能终端的时钟系统读取当前时间,与当
前图像建立唯一对应关系的数据组。


进一步说,所述的通信链路包括数据线端口、无线模式下的无线局域网端口、蓝牙
端口或蜂窝移动网络端口。


进一步说,所述的智能终端为手机。


本发明的有益效果是?#21644;?#36807;智能终端上的APP控制摄像系统,动态采集机械式水表
指示装置旋转指针在不同位置的图像,采用基于图像轮廓和色彩识别的视觉测量技术解析
出不同图像对应的旋转角度,得到指针的旋转角测量结果;每一幅图像?#19978;?#30340;同时添加成
像时间戳,建立起每一旋转角度与时间的唯一对应关系,按指针旋转角度与所指示体积值
成正比关系,将旋转角转换成带时间戳的水表计量数据,通过数字通信信号传输给计算机
等外部设备,从而使得机械式水表的检测更加便捷,更加高效。


附图说明


图1为本发明的示意图。


具体实施方式


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。


智能终端的摄像系统定位在机械式水表指示装置的上方,获取机械式水表指示装
置的图像。根据拟捕捉的旋转指针特征实施自动捕捉,并进行定位。智能终端的通过APP以
设定的?#32435;?#36895;度控制CCD采集水表指示装置图像,软件仅对定位框内的图像进行解析。APP
软件根据旋转指针的图像特征摄取图像轮廓,定位旋转圆心;在该定位框内建立二维坐标,
建立零度角参考线;将每一幅旋转指针图像解析成与圆心的连线,与零度角参考线相比较,
计算得到旋转角度,旋转角度可以换算成水表的计量数据,该计量数据一般代表水的体积
量。


APP软件控制CCD采集图像时,在每一个?#32435;?#25351;令的同时从智能终端的时钟系统读
取当前时间,与当前图像建立唯一对应关系的数据组,?#24067;?#19982;APP软件解析得到的旋转角度
和计量数据建立对应关系。由此,智能终端APP软件将摄像系统获得的图像信息转换成了带
时间戳的计量数据。


APP软件通过智能终端的通信链?#26041;?#35813;计量数据及其时间戳以数字通信信号方式
向外发送,外?#23458;?#20449;接收设备接收到通信信号后输入计算机系统,计算机经过解析还原成
计量数据及其时间戳,与水表计量检测标准设备检测到的数据进行比较,来判断水表的计
量性能是否满足指标要求。


实施例


如图1所示,以智能手机为例。


步骤1,定位。手机显示屏幕1定位在机械式水表2正上方,手机的后置摄像头对准
水表指示装置,APP软件运行后,在手机显示屏幕中显示机械式水表指示装置的图像。


步骤2,目标捕?#20581;PP软件在机械式水表指示装置的图像中自动捕捉预先设定特征的
目标图像,将手机捕捉旋转指针的定位标志框3定位到捕捉到的最低位指示装置图像4上。


步骤3,轮廓识别和圆心定位。APP软件在定位标志框3界定的像素?#27573;?#20869;建立二维
坐标系,根据拟识别旋转指针图像5的形状和色彩特征,对旋转指针图像5进?#26032;?#24275;识别。根
据圆心坐标不变原则对旋转指针图像5轮廓的动态图像进行坐标解析,?#19994;?#38745;?#20849;?#21464;的圆
心坐标,过圆心坐标设定零度角参考线。


步骤4,图像?#32435;?#21644;添加时间戳。APP软件以设定的?#32435;?#36895;度?#32435;?#24471;到机械式水表
指示装置的图像,每?#32435;?#19968;幅图像的同时从手机时钟系统中读取当前时间值,与所?#32435;?#30340;
图像建立唯一的对应关系。


步骤5,角度测量和计量数据换算。APP软件采用与步骤3中描述相同的方法对步骤
4所?#32435;?#30340;图像进行解析,对旋转指针图像5进?#26032;?#24275;识别,?#39029;?#26059;转指针图像5过圆心的轮
廓中心线,计算出轮廓中心线与零度角参考线之间的夹角度数,再根据指针旋转一周所代
表的体积数将角度换算到表示体积的计量数据。


步骤6,数?#20013;?#21495;输出。APP软件将计量数据和对应的图像时间戳成对地以数?#20013;?br>号方式通过手机通信链路向外部输出,通信链路可选择数据线端口,?#37096;?#36873;择无线模式下
的无线局域网端口、蓝牙端口和蜂窝移动网络端口。外?#23458;?#20449;接收设备接收到该信号后输
入计算机系统,计算机系统经过解析还原成计量数据及时间戳数据,通过与水表计量检测
标准设备检测到的数据进行比较,来判断水表的计量性能是否满足指标要求。


综上,本实例利用手机的摄像系统采集机械旋转图像,经APP软件数?#21482;?#22788;理后得
到旋转角度,旋转角度即代表水表计量数据,直接以数字通信信号输出。


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