基于機(jī)器視覺的嵌入式儀表讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，受工作條件限制及經(jīng)濟(jì)性、便捷性等要求，我國計(jì)量檢定領(lǐng)域大量使用機(jī)械式、模擬式儀表，其讀數(shù)及數(shù)據(jù)記錄工作目前只能人工完成。為提高工作效率，減少人工干預(yù)并降低出錯(cuò)概率，常采用的方案是以PC為中心的儀表視覺檢測系統(tǒng)，雖然他們在一定程度上減輕了人工讀數(shù)的負(fù)擔(dān)，但還存在體積大、成本高、不易快速部署和使用、大部分計(jì)算能力閑置等缺點(diǎn)。
　　本文設(shè)計(jì)開發(fā)一套基于機(jī)器視覺技術(shù)的嵌入式儀表讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，可以自動(dòng)讀取轉(zhuǎn)換現(xiàn)有指針式和模擬式水表刻度

2、，實(shí)現(xiàn)儀表的自動(dòng)識(shí)別和數(shù)字存儲(chǔ)。
　　系統(tǒng)的硬件子系統(tǒng)主要指的是嵌入式硬件終端識(shí)別系統(tǒng)。該子系統(tǒng)基于嵌入式處理器構(gòu)建，并配有具有高分辨率的工業(yè)照相機(jī)。硬件子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)的采集，讀數(shù)識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn)，以及提供必要的人機(jī)交互接口等。
　　本文針對(duì)目前支持向量機(jī)（SVM）在實(shí)際應(yīng)用中難以在擁有較快識(shí)別速度的同時(shí)，又能獲得較高識(shí)別率的這一缺陷，提出一種基于圖像像素梯度變化的新識(shí)別算法。本文將以天然氣表作為樣表，對(duì)它的表盤數(shù)字區(qū)

3、域完成定位、預(yù)處理、提取數(shù)字特征點(diǎn)以及分類等一系列操作，同時(shí)，構(gòu)建出一個(gè)基于數(shù)字特征的SVM分類模型，并采用交叉驗(yàn)證的思想進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)，最后給出一套既保證識(shí)別率又能保證可接受的識(shí)別速度的可行方案。
　　與此同時(shí)，本文還針對(duì)傳統(tǒng) Hough變換處理識(shí)別時(shí)遇到的一系列問題，提出一種改進(jìn)后的指針式識(shí)別算法。該算法在提取指針輪廓后利用 Hough梯度法對(duì)指針圓點(diǎn)進(jìn)行定位，利用輪廓法對(duì)指針指向進(jìn)行定位，最后通過牛頓插值法求出指針與零刻度線間

4、的夾角和儀表示值的函數(shù)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)儀表示值的智能讀取。該算法很好地解決噪聲對(duì)圖像產(chǎn)生的干擾，在保證準(zhǔn)確率的同時(shí)，識(shí)別速度得到了大大的提高。
　　系統(tǒng)的軟件子系統(tǒng)主要指的是服務(wù)器端的數(shù)據(jù)后處理軟件系統(tǒng)。該子系統(tǒng)是基于.NET Framework4.0框架構(gòu)建的，并在三層架構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用單例模式、觀察者模式和工廠模式完成開發(fā)。該子系統(tǒng)很好地利用.NET Framework4.0提供的并行任務(wù)（TPL，Task Parallel L