(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211053147.8 (22)申请日 2022.08.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115222817 A (43)申请公布日 2022.10.21 (73)专利权人 成都千嘉科技股份有限公司 地址 610211 四川省成 都市双流区西南 航 空港空港一路一段5 36号 (72)发明人 朱炼　彭大江　贾忠友　 (74)专利代理 机构 北京市领专知识产权代理有 限公司 1 1590 专利代理师 潘镜如 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 7/168(2017.01) G06T 7/62(2017.01) G06T 5/10(2006.01) G06T 5/20(2006.01)(56)对比文件 CN 106228170 A,2016.12.14 CN 105741307 A,2016.07.0 6 CN 112529840 A,2021.0 3.19 CN 111325164 A,2020.0 6.23 CN 114648552 A,202 2.06.21 CN 109635806 A,2019.04.16 CN 10971 1253 A,2019.0 5.03 US 2011001840 A1,201 1.01.06 CN 112912781 A,2021.0 6.04 CN 113592955 A,2021.1 1.02 董海等.“无先验知识的仪表自动检测与判 读算法”. 《仪器仪表学报》 .2020,第41卷(第2 期), 朱柏林等. “基于 OＲB 和改进 Hough 变换 的指针仪表智能识读方法 ”. 《仪表技 术与传感 器》 .2017,(第1期), 房桦等.“一种适用于 变电站巡 检机器人的 仪表识别算法 ”. 《自动化与仪表》 .2013, 审查员 甘宇 (54)发明名称 一种指针式压力表的指针 定位方法 (57)摘要 本发明涉及一种指针式压力表的指针定位 方法， 包括步骤： 使用摄像头采集指针式压力表 的表盘的图像； 对图像进行预处理， 对预处理后 的图像进行边缘检测， 得到圆心边缘检测点； 基 于圆心边缘检测点进行霍夫圆空间投票， 计算圆 心， 获得圆心的初步定位； 构建第一子图， 获得圆 心的精确定位； 构建第二子图， 进行预处理和边 缘检测， 得到指针边缘检测点， 计算指针象限方 向； 基于指针边缘检测点进行霍夫线空间投票， 计算直线方程， 获得指针的精确定位。 本发明针 对传统的燃气指针式压力表， 在硬件 上通过加装 摄像头， 对压力表的表盘进行拍照后， 先确定指 针圆心的位置， 再对压力表的指针进行精确定 位， 以达到对指针式压力表精确远程感知的目的。 权利要求书3页 说明书7页 附图7页 CN 115222817 B 2022.11.29 CN 115222817 B 1.一种指针式压力表的指针定位方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤S1， 使用摄 像头采集指针式压力表的表盘的图像； 步骤S2， 对图像进行预处理， 对预处理后的图像进行边缘检测， 得到圆心边缘检测点； 基于圆心边 缘检测点进行霍夫圆空间投票， 计算圆心， 获得圆心的初步定位； 步骤S3， 构建第一子图， 重复步骤S2， 从而获得圆心的精确定位； 所述构建第一子图， 重复步骤S2， 从而获得圆心的精确定位的步骤， 包括： 将圆心的初步定位(Cpx,Cpy)还原在原 始图像imgorg上， 从而构建第一子图img`org： Cx=Cpx*s， Cy=Cpy*s 其中， Cx、 Cy表示第一子图img`org上的圆心初步定位， s表示降采样因子； 以Cx和Cy为中心， 以Sx行和Sy列为尺寸， 在第一子图img`org上重新截取图像img`sub： img`sub(i,j)=img`org(i+Sx/2,j+Sy/2) 对图像img`sub进行中值滤波 处理， 再进行边缘检测， 得到第二圆心边缘检测点； 基于第 二圆心边 缘检测点进行霍夫圆空间投票， 计算圆心， 获得圆心的精确定位(Cdx,Cdy)； 步骤S4， 构建第二子图， 进行预处理和边缘检测， 得到指针边缘检测点， 计算指针象限 方向； 基于指针边缘检测点进行霍夫线空间投票， 计算直线方程， 从而获得指针的精确定 位； 所述构建第 二子图， 进行预处理和边缘检测， 得到指针边缘检测点， 计算指针象限方向 的步骤， 包括： 将圆心的精确定位(Cdx,Cdy)还原在原始图像imgorg上， 从而构建第二子图img``org， 在有 圆心的精确定位(Cdx,Cdy)的第二子图im g``org上， 以Cdx和Cdy为中心， 以Sx行、 Sy列为尺寸， 在 第二子图img` `org上重新截取图像img` `sub； 对图像img` `sub进行中值滤波处 理， 再进行边 缘检测， 得到指针边 缘检测点； 利用图像img``sub上指针尾部的黑色区块， 以Cdx、 Cdy为圆心， 以R为半径将图像img``sub 划分为8个两两 之间有重叠的子区域， 分别统计每个子区域灰度值低于 设定阈值valu e的像 素数量， 取像素 数量最多的子区域的反方向作为指针的象限方向。 2.根据权利要求1所述的一种指针 式压力表的指针定位方法， 其特征在于： 所述步骤S2 中对图像进行 预处理的步骤， 包括： 摄像头采集的原 始图像为 imgorg， 原始图像imgorg的尺寸为Lx行、 Ly列； 对原始图像imgorg进行降采样， 则降采样图像imgsub的尺寸为Sx=Lx/s行、 Sy=Ly/s列， 有： imgsub(i,j)=imgorg(i*s,j*s) 其中， i和j表 示降采样图像imgsub的第i行和 第j列， 且{(i,j)|i<Sx,j<Sy}， s表示降采样 因子； 对降采样图像imgsub进行中值滤波处 理， 中值滤波处 理后的图像为 imgmead， 有： imgmead(i,j)=median(X) 其中， X={x|x=imgsub(i,j),i∈[i ‑1,i+1],j∈[j ‑1,j+1]}。 3.根据权利要求2所述的一种指针式压力表的指针定位方法， 其特征在于： 所述对预处 理后的图像进行圆心边 缘检测， 得到圆心边 缘检测点的步骤， 包括： 对预处理后的图像进行基于sobel算子的梯度计算， 包括Gx方向的梯度和Gy方向的梯 度：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115222817 B 2其中， 表示中值滤波处理后的图像， 表示图像在Gx方向的梯度， 表示图像在Gy方向的梯度； 计算梯度的模G和梯度方向 ： 其中， 梯度的模使用L1范 数； 表示梯度的模， 表示梯度方向； 进行非极大值抑制处理， 初始化 图像的边缘检测值为Bw=0， 判断图像中每一个像素点 (i,j)相对应的梯度模G(i,j)在九宫格范围内， 沿梯度方向是否是最大， 如果在梯度方向上 最大则Bw(i,j)=1， 否则Bw(i,j)= 0； 将Bw(i,j)=1的像素点作为 边缘检测点； 进行双阈值的边缘点检测， 设双阈值T 1和T2， T1>T2， 若G(i,j)大于T 1， 则G(i,j)对应的 边缘检测点设定为强边缘点， 若G(i,j)小于等于T1大于T2， 则G(i,j)对应的边缘检测点设 定为弱边 缘点； 保留全部强边缘点， 对于弱边缘点， 若在其九宫格范围内出现强边缘点则予以保留， 形 成第一圆形边 缘检测点。 4.根据权利要求3所述的一种指针式压力表的指针定位方法， 其特征在于： 所述基于圆 心边缘检测点进行霍夫圆空间投票， 计算圆心， 获得圆心的初步定位的步骤， 包括： 初始化圆心检测累加器C(i,j)= 0， 圆心检测累加器的尺寸 为Sx行、 Sy列； 设置检测最小半径minr和最大半径maxr， 以及探索的步长stepr， 建立圆心探索半径的 集合D={d|d=minr+n*stepr,n∈N,d<maxr}， 其中 d表示圆心探索半径， n表示第n个步长， N表 示步长的总数； 对于任何一个第一圆心边缘检测点Bw(i,j)=1， 计算其法线方向k， 并将k变形得到参数 t： 其中， k表示图像在Gy方向的梯度与Gx方向的梯度的比值； t 表示中间变量； 遍历圆心探索半径的集合D， 对任意一个圆心探索半径d， 建立直线探索方程， 计算该直 线穿过的点(xloc,yloc)， 由 ， 计算： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115222817 B 3