基于颜色减少的指针式仪表识别系统研究与实现

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1、分类号级巧基于颜色减少的指针式仪表识别系统研究与实现研究生姓名：李健指导教师姓名、职称：龙永红教授学科专业：电气工程研究方向；复杂机电系统的信息集成和协调控制湖南工业大学二〇—六年十二月十六日分类号密级基于溺色减少的指针式仪表识别系统硏究与实现ｎｔｅｒ？民ｅｓｅａｒｃｈａｎｄＩｍｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａＰｏｉＴｐｙｐｅＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ民ｅｃｏ打ｉｔｉｏｎＳｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎｇｙＣｏｌｏｒＲｅｄｕｃｔｉｏｎ研究生姓名：李健、职称指导教师姓名：龙永红教授学科专业：

2、电气工程研究方向：复杂机电系统的信息集成和协调控制论文答辩日期ｎ．／：答辩委员会主席］／湖南工业大学二０—六年十二月十六日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。／之。／／：日期心月作者签名：年苗／知多＿湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、

3、使用学位论文的规定，目Ｐ；学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可公布学位论论文的全部或部分内容，可レッ采用复印、缩印或其他手段保存学位文；学校可根据国家或湖南省有关部口规定送交学位论文。作者签名；麥句＾师签名：＾於＾＾日期知６年＇切／細摘要仪表自动检定是现代智能制造产业的重要组成部分，直接影响到仪表质量、成本支出。基于机器视觉的仪表检定逐步代替了人工检测，使校表技术向全自动化及高精度测量趋势发展，针对以往基于视觉的智能校表方式中还存在表头辨识困难、示值识别率较低的问题，本文设计了一套基于颜色减少的指针式仪表读数识别系统，达到了快速识别表头及准确计算

4、读数的要求，同时又降低了成本。本文主要的研究内容及相关结论包括：（1）基于颜色减少方法的表头类型辨识针对统计方式丢失小刻度、光照影响颜色分布而造成表头识别困难的问题，本文设计了一种基于颜色二值图的表头辨识方法。根据工业表头具有背景单一、不同光照下主色基本不变的特点，引用一种颜色减少的方法，快速形成各主颜色物体的色平面，通过提取刻度和指针的组合特征，利用模型匹配方法识别表头。本方法的表头识别率可达96%左右，和以往的表头辨识方法相比，准确率相对提高。（2）基于刻度重定位和指针局部拟合的读数精确识别针对刻度缺失、刻度点无数值对应、指针边缘像素偏离中心线而造成读数识别率低的问题，本文设计了

5、一种刻度重标定和局部定位指针的方法来精确计算读数。设计基于半图斜率统计的刻度间距获取方法，改善了等分角求取的自适应性；通过重建坐标系，设计基于单向最值的刻度坐标圆周排列计算方法，保证了原刻度点/值在新坐标中的一一对应的关系；采用基于质心局部方式的直线拟合方法，提高了指针定位的精度；采用基准点结合偏转角度的读数计算方式，进一步减少了数值计算误差。和以往的读数识别相比，本方法误差在0.69%之内，提高了示值计算的准确度。各模块系统集成，经MATLAB开发平台测试运行。结果表明，针对刻度均匀排列、背景单一、指针旋转中心与表盘中心重合的一类指针式仪表，本系统的读数识别率达97%以上，速度约

6、3.2s，并在此基础上开发了基于C++的调试系统。本文的研究思路，对进一步开发仪表检定系统起到一定的参考价值。关键词:智能制造，机器视觉，颜色减少，仪表检定IABSTRACTInstrumentautomaticcalibration,animportantpartofmodernintelligentmanufacturingindustry,directlyaffectstheinstrumentqualityandtheexpenditurecost.Instrumentcalibrationbasedonmachinevisionisgraduallydisplacingma

7、nualdetection,whichmakesthecalibrationtechnologygrowntowardsfullyautomatedandhighprecisiondetecting.However,problemsareexistedintheintelligencecalibration,suchasheadhardidentification,lowerrecognitionrate.Inthispaper,apointermeter