指针式仪表自动读数识别系统设计 - 图文

工业生产线在线检测数据数字化处理系统设计

图3-10 边缘检测 3.2.2指针识别

指针的识别可以说是识别读数最为重要的环节,仪表的读数都是有指针决定的,指针在采集图像的过程中会连续的变换指向,在摄像头与表盘无相对运动的情况下,摄像头采集到的指针位置不同的两幅图像,指针也可以看作一条直线,而且比其他刻度线都要长很多,所以可以采用霍夫变换来检测指针,以及识别其他的刻度。

霍夫变换在图像处理中一种应用很广泛的识别几何形状的方法,以霍夫变换额、为原理,衍生出许多其他的算法,但是从黑白图像中检测直线或者线段是最基本的霍夫变换。本设计中指针检测的主要思路为,首先通过霍夫检测检测出所有的直线,包括所有的刻度和指针,而指针则是所有直线中最长的,所以,接下来设计程序求这些所检测出的直线中的最长的线,然后对直线的起始位置进行标记,并对直线进行标记。

图3-11为利用霍夫变换检测直线,图3-12为检测出的指针图像,指针检测的主要程序为:

xlabel('\\theta'), ylabel('\\rho'); axis on, axis normal, hold on;

P = houghpeaks(H,1,'threshold',ceil(0.3*max(H(:)))); x = T(P(:,2)); y = R(P(:,1));

plot(x,y,'s','color','white');

lines = houghlines(BW,T,R,P,'FillGap',5,'MinLength',7); hold on;

figure, imshow(RGB), hold on max_len = 0;

for k = 1:length(lines)

xy = [lines(k).point1; lines(k).point2];

plot(xy(:,1),xy(:,2),'LineWidth',2,'Color','green');

plot(xy(1,1),xy(1,2),'x','LineWidth',2,'Color','yellow');

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plot(xy(2,1),xy(2,2),'x','LineWidth',2,'Color','red'); len = norm(lines(k).point1 - lines(k).point2); if ( len > max_len) max_len = len; xy_long = xy; end end

图3-11 霍夫变换检测直线

图3-12 指针识别

3.2.3读数识别

仪表表盘的读数识别是整个读数系统中最为重要的的部分,目前读数识别的

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方法多种多样,经过在工厂的实地考察,发现该工厂的有些材料生产车间环境相对较差,表盘难以时刻保持清洁,总是沾带有大量的粉尘,通过距离法读取表盘的读数相对来说比较困难,也不够稳定,而选取通过指针角度来读取表盘数据则可以更好的适应环境,提高读数的稳定性。读数识别的主要程序如下:

plot(xy_long(:,1),xy_long(:,2),'LineWidth',2,'Color','cyan'); k=(xy(2,2)-xy(1,2))/(xy(2,1)-xy(1,1)); theta=pi/2+atan(k);

if((xy(1,1)+xy(2,1))/2<=N/2)

q=(theta+pi)*180/3.14; else

q=theta*180/3.14; end

shishu=q*c/Q; disp (theta); disp (q);

disp (shishu);

3.3数据显示界面的设计

表盘数据读取出来后,需要直观的显示出来,这时就需要搭建一个显示界面,如今,有多种软件可实现见面搭建的功能,本设计中选择的是labview图形化编程软件,labview有前面板与程序框图面板构成。

3.3.1数据显示界面的前面板

数据显示界面的前面板也就是我们直接看到的数据显示界面,它包括数据显示、图像显示、图像路径、数据变化曲线图以及一些基本的参数设置部分,如下图所示。

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图3-13 前面板

该界面中,可以通过鼠标或者键盘输入仪表的最大值和最小值,从而提高了整个设计的适应性,通过图像显示控件可以看到实时的图像,图像下面与之对应的是数据显示,数据显示与图像显示同步进行,可以及时的发现纠正错误,完善系统,图像显示右边为数据变化曲线图,可以了解到数据在最近一段时间内的变化情况,时间范围可根据需要自行设置,界面的左下角为路径选择,由于整个系统在不停的运转,为了防止路径选择对话框不断的弹出,必须设置一个默认路径,让系统自行选取,设置方法如下图所示。

3-14 默认路径设置

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