基于图像传感器的仪表自动读数系统.pdf

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1、2012年第31卷第l1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)115基于图像传感器的仪表自动读数系统郭永彩，刘丽君，高潮(重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆400044)摘要：基于图像传感器的仪表自动读数是现代测量的发展趋势。利用机器视觉和图像处理技术，设计了一种机器视觉与图像传感器测量相结合的自动读数测量系统。利用LED漫反射光源的特性设计测量用光，有效削弱仪表表面的强镜面反射，取得光照较均匀的图像；利用移位寄存式线性逼近法从刻线群中识别出对准刻线；利用特征窗平移法提取字符特征实现了快速字

2、符识别。实验表明：系统的测量准确性比用传统的测量方法提高了1倍，而且操作便捷，测量效率高。关键词：图像传感器；仪表自动读数系统；机器视觉；双排刻线特征仪表；发光二极管；移位寄存式线性逼近法；特征窗平移法中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)l1_0l15-03AutomaticreadingsystemofmeterbasedonimagesensorGUOYong-cai，LIULi-jun，GAOChao(KeyLaboratoryofOptoelectronicTechnologyandSystems，Min

3、istryofEducation，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Automaticreadingofmeterbasedonimagesensoristhetrendofmodernmeasurements．Anautomaticreadingmeasurementsystemcombiningmachinevisionandimageprocessingtechnologyisdesigned．ItmakesfulluseofdiffusereflectionLEDopticals

4、ource，toeffectivelyreducethespeculareflectionofhighlyreflectivesurface，toobtainhighqualityimage．Useshiftingregisterlinearapproachmethodtorecognizethetrainedscalefr0mscalegroup．Featuredwindowtranslationmethodisusedtorealizefastcharacterrecognization．Theexperimentshowsthattheaccura

5、cyofmeasurementsystemisdoubledthanthetraditionalmeasurementmethodswithconvenientoperationandhighefficiency．Keywords：imagesensor；automaticreadingsystemofmeter；machinevision；double—scaledfeaturednleter；LED；shiftingregisterlinearapproachmethod；featuredwindowtranslationmethod0引言1系统结构

6、随着生产与科学技术的迅猛发展，对仪表读数精度、效仪表自动读数系统主要由3个功能模块组成，即图像率以及读数的自动化程度要求越来越高。因此，基于图像采集部分、图像分析处理、结果输出。图像采集部分由光传感器的仪表自动读数是现代测量的发展趋势。以图像传源、COMS摄像机和PC组成，如图l。感器采集的图片为分析对象，可以有效简化测量系统的机械结构，并降低人为因素的干扰。目前，国内外学者对仪表自动读数技术的研究主要集中在如下两类：1)单排刻线的指针式仪表的自动判读技术；2)数显式仪表的自动判源读。却鲜有关于对具有双刻线特征仪表的自动读数方法的报道，此类仪表在计量测试

7、领域中不可或缺，有着广泛应用。由于在仪表自动读数领域该类研究的成果并不是很多，因此，对其高精度读数方法的研究也将为后续其他的复杂仪器的研究提供一定的参考和借鉴，同时对具有双排刻图1系统结构图线特征的仪表自动读数具有重要参考和实用价值。Fig1Systemstructurediagram收稿日期：2012-04-22基金项目：教育部博士点基金资助项目(200806110016)116传感器与微系统第31卷由于被测仪表的读数区域范围在50mm之内，故选用分辨率为1280×1024，像元尺寸为5．2}xm×5．2m的(a)背光照明获取的图像(d)网(c】的二二

8、值化结果CMOS摄像机作为图像采集设备。待测仪表在光源照明(a)imageacq