机器视觉仪表读数技术研究

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1、摘要近年来数字图像处理技术发展迅速，基于机器视觉的各种检测系统在工业领域中逐步走向实用化阶段。仪表自动检定系统用图像处理与识别技术判读被测表指针位置及读数，可以显著提高仪表工业生产的自动化程度。仪表检定系统首先用程控标准源向指针仪表输出标准值，然后通过图像采集设备采集仪表面图像，再使用计算机进行图像处理，准确识别仪表读数值。通过查阅国内外相关资料表明，仪表读数技术研究大部分集中于仪表读数识别方面，摄像机与仪表的相对位置对读数识别准确度的影响研究比较少。研究如何减少摄像机与仪表的相对位置的引入误差，以求提高读数的准确

2、，这在高精度仪表的校验中尤为重要。本文的主要工作和成果如下：1．研究如何利用摄像机标定技术减少摄像头视差对读数的影响分析摄像机位置在一般情况下对仪表读数的引入误差，提出了仪表双目标定判读方法校正识别后的读数值。该方法建立在双目测量系统仪表成像模型的基础上，结合摄像机标定技术求解系统中摄像机的内外参数，给出了含有视差的识别读数和仪表正确读数的关系表达式，并通过了仿真实验的验证。2．研究亚像素技术提高读数的准确性传统的边缘检测定位在像素级，精度较低且定位不准。本文用亚像素技术对仪表图像进行边缘定位，分别讨论了空间矩和Z

3、ernike矩方法。最后采用Zernike矩提取指针坐标信息的方法。使用亚像素方法获得的坐标可达到亚像素级，实现在软件上进一步提高读数识别的精度。3．设计仪表图像处理系统，实现了仪表读数的自动识别设计了机器视觉仪表自动检测系统的图像处理流程，并通过Matlab软件实现了上述算法和方法，最后对高精度仪表进行检定实验及视差校正分析，取得良好的效果，具有一定的使用价值。关键词：指针式仪表；读数识别；机器视觉；摄像机标定；亚像素广东T业大学硕}j学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofdi

4、gitalimageprocesstechnologyinrecentyears，avarietyofdetectionsystemsbasedoncomputervisionintheindustrialareawillbemovingtowardspracticalstagegradually．Thepointerlocationandmetervalueareobtainedfromrecognitionsystemofmeterreadingsbyimageprocessingandrecognitiont

5、echnology．Meterproductionwilluptoanautomaticdegreebythismethod．Thesystemusesprogrammedstandardsourcetogivemeterstandardoutputvalue，capturesthephotothroughtheimageacquisitionequipment，andidentifiesaccuratemetervaluebyimageprocessing．Relevantdataindicatesthatthe

6、majorityofmeterreadingtechnologyresearchfocusesOlltherecognitionofreadings．Thestudyaboutinfluenceofcameraandmeter’Srelativelocationtothereadingaccuracyisnotenough．Researchesoncamerapositiontoreduceerrorandheightentheprecisionareimportantontheautomaticreadingof

7、high—precisionmeter．Inthisdissertation，themainworkandachievementsareasfollows：1．Usingcameracalibrationtechnologyreducestheinfluenceofcameraparallaxtometerreading．Thereadingerrormadebycamerapositioninnormalcircumstancesisanalyzed．Abinocularcalibrationmethodtoad

8、justthereadingvalueisputforward．Themethodisbuiltonimagingmodelwhichisunderbinocularmeasurementsystem，combinedwithcameracalibrationtechniqueforsolvingthesystemofinternalandexternalc