巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统.pdf

第３８卷　第７期 仪 器 仪 表 学 报 Ｖｏｌ３８Ｎｏ７ ２０１７年７月 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｊｕｌ．２０１７ 巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统 １ ２ １ 许　丽 ，石　伟 ，方　甜 （１．华北水利水电大学信息工程学院　郑州　４５００４６；２．许继电源有限公司　许昌　４６１０００） 摘　要：为了解决智能巡检机器人仪表读数识别中易受光照变化影响、识别精度不高等问题，结合高压变电场中常见指针区域 的图像特点，建立了指针式仪表读数高精度识别系统。鉴于巡检机器人的室外工作环境，提出了迭代最大类间方差算法，实现 了多种光照条件下仪表图像的指针区域提取。经过分析指针转动和图像特性，提出了基于Ｈｏｕｇｈ变换的指针角度识别，推导出 指针角度与仪表读数的函数关系。该算法较传统Ｈｏｕｇｈ变换角度提取法，增加了指针中心线通过表计中心等约束条件，提高了 指针角度提取的精度，降低了有哪些信誉好的足球投注网站数据量和有哪些信誉好的足球投注网站时间。通过大量实验验证所建立的表计读数识别系统可实现室外各种光照条 件下表计读数识别，获得９５％以上的正确识别率。多组鲁棒性实验分析表明，该系统对光照条件、指针宽度、表盘干扰、拍摄角 度（不产生指针阴影）具有较好的鲁棒性，但由于拍摄角度而产生指针阴影时，会引起较大的指针中心线提取和角度计算偏差， 从而降低仪表读数识别精度。 关键词：仪表读数识别；指针提取；指针夹角计算；最大类间方差；Ｈｏｕｇｈ变换 中图分类号：ＴＨ８６５　　　文献标识码：Ａ　　国家标准学科分类代码：５１０．４０ Ｐｏｉｎｔｅｒｍｅｔｅｒｒｅａｄｉｎｇｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｕｓｅｄｉｎｐａｔｒｏｌｒｏｂｏｔ １ ２ １ ＸｕＬｉ，ＳｈｉＷｅｉ，ＦａｎｇＴｉａｎ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００４６，Ｃｈｉｎａ； ２．ＸｕｊｉＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｘｕｃｈａｎｇ４６１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｒｅａｄｉｎｇｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｐａｔｒｏｌｒｏｂｏｔｉｓｅａｓｉｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｖａｒｙｉｎｇｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｉｓｌｏｗ，ａｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙｒｅａｄｉｎｇｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｐｏｉｎｔｅｒｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｓ ｂｕｉｌｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｏｉｎｔｅｒａｒｅａｉｍａｇｅｃｏｍｍｏｎｌｙｆｏｕｎｄｉｎｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｆｉｅｌｄ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｏｕｔｄｏｏｒｗｏｒｋ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｐａｔｒｏｌｒｏｂｏｔ，ａｎｉｔｅｒａｔｉｖｅｍａｘｉｍｕｍｂｅｔｗｅｅｎｃｌａｓｓｖａｒｉａｎｃｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆ ｐｏｉｎｔｅｒａｒｅａｉｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｍａｇｅｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｓ．Ａｆｔｅｒａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｐｏｉｎｔｅｒｒｏｔａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｉｍａｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅｐｏｉｎｔｅｒａｎｇｌｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎＨｏｕｇｈｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｒ