电厂指针式仪表的自动识别

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1、东北电力技术2008年第1O期一’’’’’’’’’、；^A经验¨电厂指针式仪表的自动识别^¨交流iOnAutomaticRecognitiononDialInstrumentinPowerPlantsll‘tIl·I‘王成福(华北电力大学，河北保定071003)摘要：为实现电厂中指针式仪表的自动识别，开发了一个基于Hough变换的指针式仪表读数自动识别系统。系统首先由数码相机获取仪表表盘图像并传送到Pc机，再对图像进行真彩色转化为256色灰度图、二值化、细化等预处理，然后利用Hough变换识别出指针的偏转角度，再根据仪表刻度与偏转角度的关系确定仪表的读数。试验结果表明，该系统操作简单、精度

2、高关键词：Hough变换；指针式仪表；自动识别[中图分类号]TK31[文献标识码]B[文章编号]1004—7913(2008)10—0026—03在电厂中，指针式仪表因其结构简单、直观、操过解码器来实现。系统给解码器发送命令，解码器作容易、成本低等优点广泛被应用。电厂中的这种仪对命令进行解释之后，产生相应的电信号来驱动云表每天都需要记录大量的数据。目前国内记录仪表数台转动。由于RS一232的传输距离很短(15m左据主要靠人眼观测，精度低、可靠性差、效率低、劳右)，并且1个RS一232串口只能挂接1个设备，动强度大。因此，研发一种快速、准确、稳定可靠的不利于系统的扩展。因此，系统实现时通过R

3、S一指针式仪表的自动识别系统具有非常重要的意义。232／RS一485转换器，把RS一232信号转换成RS一485信号。RS一485最大传输距离可达1．2km，1系统的组成与识别原理而且RS一485总线上可以挂接32个设备，方便系系统的硬件部分主要由数码相机、云台、PC统的扩展。RS一485采用差分方式传输信号(平衡机等组成，用于获取仪表表盘的图像。软件部分主传输)，抗干扰能力强，比RS一232更适合在电厂要包括：云台的控制、数码相机的操控、图像的预环境中运行。处理及利用Hough变换对指针进行识别，确定仪系统采用Pelco—P协议与锯码器通信。Pelco表的读数。—P协议的数据格式为：1位

4、起始位，8位数据位，识别原理是通过数码相机获取仪表表盘图像，1位停止位，无校验位。波特率为9600bps。Pelco通过串口将图像传到PC机并保存；对图像进行预—P协议命令格式如表1所示。处理，包括真彩色转化为256色灰度图、二值化、a．该协议中所有的数值都为16进制。细化等；利用Hough变换对指针进行识别，得到b．地址码为解码器的逻辑地址号，地址范指针所在直线的参数，从而得到指针与零刻度线的表1Pelco—P协议的命令格式偏转角度，根据仪表刻度与偏转角度的关系得到指针指向的刻度值。2云台的控制系统需要控制云台使数码相机对准仪表(数码相机固定在云台上)。系统控制云台的转动是通表2指令码格

5、式2008年第10期东北电力技术27围：0oH～1FH。片命令，数码相机返回图像数据，数据包以0x06c．指令码格式见表2。开头，检测正确后，开始接收数据，保存到PC机指令码1：BIT7，BIT6，BIT4始终为0；BIT5里。为自动扫描功能控制位(1／0：打开／关闭功能)；4Hough变换BIT3光圈缩小(1有效)；BIT2光圈扩大(1有效)；BIT1近焦距(1有效)；BITO远焦距(1有标准直线Hough变换是线一点变换(将直角效)。坐标系中的线变为极坐标系中的点)。设直角坐标指令码2：BIT6和BIT5控制摄像机的变倍，系中的一条直线方程Yw-kx+b，其中k为直线的斜BIT6远距离

6、物体(1有效)，BIT5近距离物体(1率，b为直线在Y轴上的截距。如果用参数表示则有效)；BIT3、BIT4、BIT2、BIT1分别控制上、为下、左、右转动(1有效)；BIT0始终为0。P=xcos0+ysin0(1)d．数据码1控制水平方向转速：O0H～式中：P为从原点到直线的垂直距离；0为从轴3FH。算起的角度。e．数据码2控制垂直方向转速：00H～这条直线在P一0平面中为一点，而在一Y平3FH。面中通过一点的一簇直线变换到P一0平面时，将f．校验码值=字节1XOR字节2XOR字节3形成一条类似正弦曲线的轨迹，也就是在一Y平XOR字节4XOR字节5XOR字节6XOR字节7，面上一个点对

7、应P一0平面上一条曲线。若在一Y其中XOR表示异或。平面上有3个共线点，变换到P一0平面上为有一公共交点的3条曲线，公共交点的P一0参数就是3数码相机的操控共线直线的参数。根据这个原理，可以用标准直线云台对准仪表表盘后，采用数码相机和数码摄Hough变换抽取直线。通常将—Y平面称为图像像头完成表盘图像的采集。数码相机把拍摄的照片平面，P一0平面称为参数平面。按位图格式bmp保存。Pc机通过Rs一232串口与5图像预处理数