一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括攝像機(jī)、電動云臺、總線、存儲器、測試電源、標(biāo)準(zhǔn)表和上位機(jī)；所述測試電源、標(biāo)準(zhǔn)表、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接；所述電動云臺、攝像機(jī)、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接；所述電動云臺、攝像機(jī)、被校準(zhǔn)指針式儀表、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接；所述電動云臺移動攝像機(jī)至被校準(zhǔn)指針式儀表上方。本實用新型利用電動云臺可以將攝像機(jī)運(yùn)送到表盤上方垂直于指針的位置，通過總線將采集到的圖像送回上位機(jī)，并利用圖像處理技術(shù)識別被測表示值，實現(xiàn)校準(zhǔn)。本實用新型可為各類指針式儀表的自動校準(zhǔn)提供手段。
【專利說明】一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于指針式儀表校準(zhǔn)技術(shù)，具體講涉及一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]指針式儀表是利用指針位置表示測量結(jié)果的裝置。雖然目前數(shù)字式儀表被大量使用，但指針式儀表具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、不受電磁場干擾、可靠性高、價格便宜等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等工業(yè)、民用和軍事領(lǐng)域仍有廣泛的應(yīng)用。
[0003]對指針式儀表采用傳統(tǒng)的人工校準(zhǔn)方式存在諸多弊端。人為因素的不確定性，如視覺誤差和視覺疲勞等，會造成度數(shù)精度低、重復(fù)性差等問題；在校準(zhǔn)過程中的不規(guī)范操作，如私自調(diào)整讀數(shù)等會造成人為的校準(zhǔn)儀表表損壞；各采用指針式儀表的企事業(yè)單位和科研院所需設(shè)置校準(zhǔn)人員，增大管理成本。因此，有必要對指針式儀表的校準(zhǔn)方法進(jìn)行探討，研究自動校準(zhǔn)等一系列相關(guān)問題，保證指針式儀表校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，可以應(yīng)用于各類指針式儀表上，本實用新型由攝像機(jī)、電動云臺、總線、存儲器、測試電源、標(biāo)準(zhǔn)表和上位機(jī)及后臺軟件構(gòu)成。電動云臺用于安裝和固定攝像機(jī)，可以將攝像機(jī)運(yùn)送到被觀測表盤上方的垂直于指針的位置，實現(xiàn)垂直觀測，保證視頻數(shù)據(jù)讀取的準(zhǔn)確性。攝像機(jī)負(fù)責(zé)采集圖像信息，對圖像進(jìn)行初步處理、壓縮后通過數(shù)據(jù)線或無線通信的方式上傳到上位機(jī)。測試電源為標(biāo)準(zhǔn)表和被測試指針式儀表提供統(tǒng)一的參考，以標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)作為約定真值。上位機(jī)的后臺軟件可以對上傳的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)和融合，識別出指針式儀表的刻度、標(biāo)度和指針位置，確定被測指針式儀表的度數(shù)，從而得到指針式儀表的度數(shù)與約定真值的誤差，標(biāo)準(zhǔn)表并在人機(jī)交互界面中顯示實際值、校準(zhǔn)值和所采集的圖像，儲存結(jié)果，實現(xiàn)指針式儀表的自動校準(zhǔn)。
[0005]本實用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述系統(tǒng)包括攝像機(jī)、電動云臺、總線、存儲器、測試電源、標(biāo)準(zhǔn)表和上位機(jī)；
[0007]所述測試電源、標(biāo)準(zhǔn)表、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接；所述電動云臺、攝像機(jī)、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接；
[0008]所述電動云臺、攝像機(jī)、被校準(zhǔn)指針式儀表、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接；
[0009]所述電動云臺移動攝像機(jī)至被校準(zhǔn)指針式儀表上方。
[0010]優(yōu)選的，所述電動云臺上安裝并固定攝像機(jī)。
[0011]優(yōu)選的，所述攝像機(jī)垂直于被校準(zhǔn)指針式儀表上方的指針位置。
[0012]優(yōu)選的，所述測試電源與被校準(zhǔn)指針式儀表連接。
[0013]優(yōu)選的，所述上位機(jī)包括圖像配準(zhǔn)和融合模塊、圖像識別模塊、人機(jī)交互界面、電動云臺控制模塊。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)比，本實用新型的有益效果為:
[0015]本實用新型利用電動云臺可以將攝像機(jī)運(yùn)送到表盤上方垂直于指針的位置，通過總線將采集到的圖像送回上位機(jī)，并利用圖像處理技術(shù)識別被測表示值，實現(xiàn)校準(zhǔn)。
[0016]本實用新型利用電動云臺可以將攝像機(jī)運(yùn)送到表盤上方垂直于指針的位置，避免了由觀測角度導(dǎo)致的誤差。
[0017]本實用新型將校準(zhǔn)結(jié)果和原始圖像同時保存在存儲器中，可以方便查詢和解決質(zhì)疑。
[0018]本實用新型通過圖像處理技術(shù)獲得被校準(zhǔn)指針式儀表的讀數(shù)，避免了人為因素對校準(zhǔn)結(jié)果的影響。
[0019]本實用新型通過總線控制，可以同時對多臺被校準(zhǔn)指針式儀表進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0020]本實用新型可為各類指針式儀表的自動校準(zhǔn)提供手段。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型提供的一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]本實用新型提供的一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)包括測試電源1、標(biāo)準(zhǔn)表2、總線3、上位機(jī)4、電動云臺5、攝像機(jī)6和存儲器7。
[0024]所述測試電源、標(biāo)準(zhǔn)表、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接；所述電動云臺、攝像機(jī)、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接。
[0025]所述電動云臺上安裝并固定攝像機(jī)。
[0026]所述攝像機(jī)垂直于被校準(zhǔn)指針式儀表上方的指針位置。
[0027]所述測試電源與被校準(zhǔn)指針式儀表連接。
[0028]所述上位機(jī)包括圖像配準(zhǔn)和融合模塊、圖像識別模塊、人機(jī)交互界面、電動云臺控制豐吳塊。
[0029]本實用新型提供的一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)實施具體如下:
[0030]1、測試電源I將被校準(zhǔn)量的參考值輸出至標(biāo)準(zhǔn)表2和被測儀表，標(biāo)準(zhǔn)測試儀表2的讀數(shù)作為實際值通過總線3傳輸?shù)缴衔粰C(jī)4中。
[0031]2、電動云臺5將攝像機(jī)6運(yùn)動到指定位置，攝像機(jī)6對觀測區(qū)域內(nèi)圖像進(jìn)行采集。
[0032]3、將采集后的數(shù)據(jù)通過總線3上傳到上位機(jī)4。
[0033]4、當(dāng)上位機(jī)收到各采集區(qū)域的上傳圖像后，對各圖像進(jìn)行拼接和融合，并通過圖像識別模塊在形成的總圖像中進(jìn)行標(biāo)度、刻度和指針位置的識別。
[0034]5、識別出的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)測試儀表2的讀數(shù)(實際值)比較，可以獲得被測試儀表的誤差和不確定度，實現(xiàn)校準(zhǔn)。
[0035]6、將識別出的數(shù)據(jù)、實際值、被測表的誤差及不確定度和所采集的圖像同時在人機(jī)交互界面中顯示，并在存儲器7中保存。
[0036]其中，上位機(jī)4也通過電動云臺控制模塊，實現(xiàn)對攝像機(jī)6位置的控制，使攝像機(jī)2可以對整個儀表表盤掃描或?qū)δ扯c位置觀測。
[0037]其中，可以通過電動云臺將攝像機(jī)運(yùn)送到被觀測表盤上方的垂直于指針的位置，實現(xiàn)垂直觀測，減小校準(zhǔn)誤差。
[0038]其中，可以將采集的圖像上傳到上位機(jī)，通過圖像融合、拼接和識別技術(shù)，自動獲取指針式儀表的讀數(shù)。
[0039]其中，可以通過上位機(jī)中程序、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表的度數(shù)和識別出的被測表的讀數(shù)，自動獲取被測表的校準(zhǔn)值。
[0040]其中，可通過對電動云臺的控制實現(xiàn)攝像機(jī)對整個儀表表盤的掃描以自動校準(zhǔn)，或?qū)δ扯c位置的觀測實現(xiàn)人工核查。
[0041]其中，可以通過存儲器對校準(zhǔn)結(jié)果和所采集圖像進(jìn)行保存，并在復(fù)查時調(diào)出。
[0042]實施例
[0043]1、三相交直流儀表檢定裝置CL3601B中的程控直流功率源CL6019將電流參考值輸出至標(biāo)準(zhǔn)表CL311V2和被測表交直流電流表T30，標(biāo)準(zhǔn)表CL311V2的讀數(shù)作為實際值通過RS485總線傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中。
[0044]2、電動云臺將一體化攝像機(jī)SCZ-2250H)運(yùn)動到指定位置，SCZ-2250PD對觀測區(qū)域內(nèi)圖像進(jìn)行采集。
[0045]3、將采集后的數(shù)據(jù)通過RS485總線上傳到上位機(jī)。
[0046]4、當(dāng)上位機(jī)收到各采集區(qū)域的上傳圖像后，對各圖像進(jìn)行圖像變化、增強(qiáng)、濾波、閾值分割、二值化、膨脹和細(xì)化等預(yù)處理，再進(jìn)行圖像的配準(zhǔn)、定位和過渡區(qū)融合等拼接算法和融合算法，并通過模版匹配和指針識別算法在形成的總圖像中進(jìn)行標(biāo)度、刻度和指針位置的識別。
[0047]5、識別出的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)表CL311V2的讀數(shù)比較，采用對比法可以獲得交直流電流表T30的誤差和不確定度，實現(xiàn)校準(zhǔn)。
[0048]6、將識別出的數(shù)據(jù)、實際值、被測表的誤差及不確定度和所采集的圖像同時在人機(jī)交互界面中顯示，并在存儲器中保存。
[0049]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括攝像機(jī)、電動云臺、總線、存儲器、測試電源、標(biāo)準(zhǔn)表和上位機(jī)； 所述測試電源、標(biāo)準(zhǔn)表、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接；所述電動云臺、攝像機(jī)、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接； 所述電動云臺、攝像機(jī)、被校準(zhǔn)指針式儀表、總線、上位機(jī)和存儲器依次連接； 所述電動云臺移動攝像機(jī)至被校準(zhǔn)指針式儀表上方。
2.如權(quán)利要求1所述的一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述電動云臺上安裝并固定攝像機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像機(jī)垂直于被校準(zhǔn)指針式儀表上方的指針位置。
4.如權(quán)利要求1所述的一種指針式儀表的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述測試電源與被校準(zhǔn)指針式儀表連接。
【文檔編號】G01D18/00GK203857977SQ201320802848
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】林繁濤, 盧達(dá), 李華, 趙莎, 白靜芬, 陳松方, 宋曉卉, 曾彥超, 王麗莎, 王猛, 白璋 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院