基于自动识别技术的水表检定系统研究

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1、中文图书分类号：TP274密级：公开UDC：621.3学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：基于自动识别技术的水表检定系统研究论文作者：吕露学科：控制工程指导教师：雷飞论文提交日期：2016年6月UDC：621.3学校代码：10005中文图书分类号：TP274学号：S201302248密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：基于自动识别技术的水表检定系统研究英文题目：THERESEARCHOFWATERMETERDETECTIONSYSTEMBASEDONA

2、UTOMATICRECOGNITIONTECHNOLOGY论文作者：吕露领域：控制工程研究方向：模式识别与图像处理申请学位：工程硕士专业学位指导教师：雷飞副教授所在单位：电子信息与控制工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的

3、任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：吕露日期：2016年6月关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：吕露导师签名：雷飞日期：2016年6月摘要摘要现有的自来水表质量检测虽然已有电气化装置实现一次性多表检定的功能，但是人工操作，人工读数的检测方式，效率低下，劳动强度大，显然已与计算机应用已经

4、普及的现状格格不入。目前基于计算机视觉技术的图像识别技术已经应用十分广泛，在指针式水表识别领域，运用不同的方法准确的、高效的将计算机视觉技术与表盘示数自动读取结合起来，已成为众多学者研究的热点内容。论文给出了一种基于SVM分类器加HOG特征的指针式水表读数自动识别方案，并在此基础上对水表检测系统进行了研究。1、子表盘图像的检测：即对指针型水表中八个指针子表盘图像的检测和分割。本文提出采用HOG特征提取和SVM分类器的方法对子表盘进行检测，根据HOG特征算法提取出子表盘图片的HOG特征作为正样本，并且提取容易造成

5、干扰的图片的HOG特征作为负样本，将两类样本输入到SVM分类器，经过多次训练得到分类器模板。再根据训练好的分类器检测原图像可定位指针表盘图像，指针表盘图像显示完整，满足后续指针识别要求。2、指针识别及其示值读取：在进行指针示值读取前，需要先得到其旋转至竖直方向的角度，根据指针表盘圆心位置的轴对称性，确定了对称轴的位置，并通过此对称轴计算得到校正所需旋转的角度；在指针识别部分，首先是图像预处理，针对黑色指针，采取直方图均衡化的方法对图像进行预处理来减弱光照色差等影响，对于红色指针则采用色差分析的方法求取红色分量与

6、黑色分量的差值来提取指针图像，之后采用了最大类间方差法对指针图像进行二值化，利用最大连通域去噪的方法提取指针的二值图像；示值的读取则是根据霍夫变换检测直线的方法检测指针所在的最长直线，根据该直线所旋转的角度计算出指针示值，自动识别结果与水表示值显示一致。3、检定系统流程及设计：由于到实际生产应用的需要，还需考虑到表盘干扰特别严重无法读取的情况，在设计检定系统时对噪声干扰严重的如指针被气泡边缘覆盖，千位、百位等高位刻度偏向0刻度右侧等情况采取辅助识别的方法，并针对此情况提示检测员进行人工读取核对校正。同时，根据水

7、表生产厂商的检测流程，对取代人工结果统计的信息管理系统做了相关功能设计和数据库设计。关键词：水表检定；HOG特征；SVM分类器；旋转校正；指针识别；IAbstractAbstractTheexistingWatermeterdetectingsystemhasthefunctionthatitcandetectmorethanoneWatermetersinatimewiththehelpofelectricdevice.Butitisafactthat,itisinefficientandgreatlabor

8、intensitydetectionmethodwhencontrolthemachinemanuallyorrecognizetheindicationbyeyes.Obviously，itdoesn’tmatchtherealitythatcomputerapplicationshavebeendeeplyused.Andmoreimportantly,theimagerecogn