本發(fā)明涉及變電站指針式儀表讀取技術領域，特別是一種變電站指針式儀表讀數(shù)自動識別方法。

背景技術：

指針式儀表構造簡單、價格便宜、維護方便、可靠性高、防腐蝕性和抗電磁場干擾能力強，基于以上優(yōu)點，變電站的斷路器大多數(shù)采用指針式儀表監(jiān)控其壓力值。目前，運行維護人員在進行維護巡視時，大部分依靠人工判讀的方式讀取斷路器的壓力值，記錄在紙上，巡視完畢后再將所記錄到的數(shù)據(jù)一條條手工輸入到電腦。這種傳統(tǒng)的方法不僅效率低，同時容易受人的主觀因素影響導致所得到的斷路器示值結果不準確。近年來，隨著數(shù)字圖像處理技術的不斷發(fā)展和完善，指針式儀表的識別也獲得了巨大的進步。因此，針對上述問題是本發(fā)明研究的對象。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種變電站指針式儀表讀數(shù)自動識別方法，能夠有效解決人工讀數(shù)效率低下問題，解決由于疲勞等因素造成的讀數(shù)錯誤等問題。

本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種變電站指針式儀表讀數(shù)自動識別方法，包括以下步驟：

步驟S1：提供一圖像采集模塊，所述圖像采集模塊對變電站指針式儀表進行圖像拍攝，并且通過一無線傳輸模塊將采集的圖像信息傳輸至計算機；

步驟S2：所述計算機對上傳的圖像信息進行預處理；

步驟S3：采用改進的Hough變換方法對步驟S2處理過的圖像進行指針定位；

步驟S4：對定位后的圖像進行自動判讀，得到所述變電站指針式儀表的讀數(shù)；

步驟S5：若所述讀數(shù)超出量程范圍或者無法識別讀數(shù)，將圖像信息另外存儲，并轉發(fā)至工作人員進行人工判讀。

進一步地，所述變電站指針式儀表為斷路器用密度壓力表。

進一步地，所述步驟S2具體包括以下步驟：

步驟S21：對圖像信息進行同態(tài)濾波處理，將圖像表示成照度函數(shù)和反射函數(shù)的乘積，用濾波器濾除低頻段用以濾除光照解決光照不均的問題；

步驟S22：對同態(tài)濾波處理后的圖像進行二值化處理與細化處理，提取圖像的骨架，形成容易提取圖像特征的圖像。

進一步地，所述步驟S3具體包括以下步驟：

步驟S31：確定圓心，通過Hough變換方法對圖像進行特征提取，其中提取到的特征包括：圓、圓心、指針、多條刻度線以及耐震液直線；

步驟S32：通過濾除不經(jīng)過圓心的直線濾除耐震液，將剩余直線中最長的一條確定為指針；將圓確定為儀表盤；

進一步地，所述步驟S4具體包括以下步驟：

步驟S41：將儀表盤分成一、二、三、四共四個象限；

步驟S42：根據(jù)指針兩個端點中部所屬的象限以及指針的斜率計算出指針與起始刻度的夾角，進而得到指針式儀表的讀數(shù)。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有以下有益效果：本發(fā)明能夠有效解決人工讀數(shù)效率低下的問題，解決由于疲勞等因素造成的讀數(shù)錯誤等問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例中圖像采集模塊采集到的斷路器用密度壓力表。

圖3為本發(fā)明實施例中同態(tài)濾波處理后圖像。

圖4為本發(fā)明實施例中細化處理后的圖像。

圖5為本發(fā)明實施例中檢測到的圓及圓心。

圖6為本發(fā)明實施例中檢測到的指針及耐震液直線。

圖7為本發(fā)明實施例中儀表讀數(shù)計算示意圖。

[主要組件符號說明]

圖中：1為耐震液直線，2為指針直線，3為圓心，4為圓，5為起始刻度，6為終止刻度。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1所示，本實施例提供了一種變電站指針式儀表讀數(shù)自動識別方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：提供一圖像采集模塊，所述圖像采集模塊對變電站指針式儀表進行圖像拍攝，并且通過一無線傳輸模塊將采集的圖像信息傳輸至計算機；

步驟S2：所述計算機對上傳的圖像信息進行預處理；

步驟S3：采用改進的Hough變換方法對步驟S2處理過的圖像進行指針定位；

步驟S4：對定位后的圖像進行自動判讀，得到所述變電站指針式儀表的讀數(shù)；

步驟S5：若所述讀數(shù)超出量程范圍或者無法識別讀數(shù)，將圖像信息另外存儲，并轉發(fā)至工作人員進行人工判讀。

在本實施例中，所述變電站指針式儀表為斷路器用密度壓力表。

在本實施例中，所述步驟S2具體包括以下步驟：

步驟S21：對圖像信息進行同態(tài)濾波處理，將圖像表示成照度函數(shù)和反射函數(shù)的乘積，用濾波器濾除低頻段用以濾除光照解決光照不均的問題；

步驟S22：對同態(tài)濾波處理后的圖像進行二值化處理與細化處理，提取圖像的骨架，形成容易提取圖像特征的圖像。

在本實施例中，所述步驟S3具體包括以下步驟：

步驟S31：確定圓心，通過Hough變換方法對圖像進行特征提取，其中提取到的特征包括：圓、圓心、指針、多條刻度線以及耐震液直線；

步驟S32：通過濾除不經(jīng)過圓心的直線濾除耐震液，將剩余直線中最長的一條確定為指針；將圓確定為儀表盤；

在本實施例中，所述步驟S4具體包括以下步驟：

步驟S41：將儀表盤分成一、二、三、四共四個象限；

步驟S42：根據(jù)指針兩個端點中部所屬的象限以及指針的斜率計算出指針與起始刻度的夾角，進而得到指針式儀表的讀數(shù)。

較佳的，在本實施例中，受儀表周圍環(huán)境以及光照的影響，采集到的圖像信息中包含有噪聲，圖片不清晰，最終導致圖像識別效率低下、識別精度低甚至讀數(shù)錯誤，因此必須首先對采集到的圖像進行預處理，以改善圖像的質量。圖2為實際運行中采集到的斷路器用密度壓力表。

同態(tài)濾波是一種在頻域中對圖像進行處理的方法，其作用是增強圖像對比度和壓縮圖像亮度范圍，從而解決圖像上光照不均的問題。將圖像表示成照度函數(shù)和反射函數(shù)的乘積，其中，照度頻譜主要集中在低頻段，而反射頻譜主要位于高頻段，用濾波器濾除低頻段就可達到濾除光照的目的。圖3為同態(tài)濾波后處理的圖像。

本實施例對同態(tài)濾波后的圖像進行進一步處理，本發(fā)明對圖像進行二值化之后進行細化處理，提取圖像的骨架，形成比較容易提取圖像特征的圖像，如圖4所示。

指針式儀表識別的關鍵在于直線指針位置的確定，傳統(tǒng)的Hough變換方法檢測到的直線可能會與實際指針中心線存在一定的偏差或者檢測到非指針，為此本發(fā)明提出一種改進的Hough變換方法。首先進行圓心的確定：儀表盤是圓形的，其圓心是固定的，且必然在指針軸心的直線上，因此，為了避免指針較粗時出現(xiàn)檢測到的直線不經(jīng)過指針軸心或者檢測到非指針的情況，可先找出儀表盤的圓心，然后濾除到不經(jīng)過圓心的直線。圓可通過Hough變換檢測得到。圖5中，“+”號為檢測到的圓心（3），儀表盤邊緣的紅色線為檢測到的圓（4）。其次進行直線指針的確定：如圖6所示，采用Hough變換的方法可提取采集到的圖像包含的指針直線（2）、多條刻度線以及耐震液直線（1），其中耐震液的直線最長，但由于耐震液的直線不經(jīng)過儀表盤圓心，因此可根據(jù)檢測到的圓心濾除掉耐震液的直線，剩余直線中最長的一條即為指針。

在本實施例中，為了得到指針與起始刻度的夾角，首先將儀表盤分成一、二、三和四共四個象限（如圖7所示），根據(jù)指針兩個端點中部所屬象限以及指針的斜率可計算出指針與起始刻度（5）的夾角θ，繼而可得到斷路器壓力表的讀數(shù)。最終可得到θ=16.74°，壓力表的讀數(shù)為-0.038Mpa，算法識別的讀數(shù)與實際接近，本發(fā)明提出的指針式儀表識別算法是正確的。圖7中6為終止刻度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。