指针式仪表读数识别方法、装置、终端设备及存储介质与流程

本发明属于工业制造智能检测，具体地说，涉及一种指针式仪表读数识别方法、装置、终端设备及可读存储介质。

背景技术：

1、仪表作为数据测量、观察、收集的重要检测工具，广泛使用在工业生产的各个环节，用于监控工厂日常生产过程中的各项关键指标，确保仪表读数准确，及时发现异常数据并进行处理，对保证工业生产稳定具有重要意义。

2、常规类型的仪表根据其工作原理可划分为数字式仪表和指针式仪表两大类，由于数字式仪表的抗电磁干扰性较差，在稳定性要求高、工况复杂、环境恶劣的工业现场大多仍然使用指针式仪表。然而指针式仪表一般不提供数据输出接口，需人工进行数据采集和录入，该方法效率低、读数准确性差，人员现场抄表也伴随一定的安全风险，因此在工业现场需要一种安全、可靠、无接触的方法进行仪表读数与传输。

3、机器视觉技术是指利用机器代替“人眼”，通过智能算法对采集的图像进行自动分析，获取图像中感兴趣的内容并传输给数据终端。随着工业数字化、智能化的不断普及和机器视觉技术的成熟应用，工厂进行智能化改造升级，已逐步实现对生产环境全覆盖实时监控，在此基础上，利用视觉检测和智能算法实现指针式仪表读数的自动识别成为当前的研究热点。

4、目前针对指针式仪表读数识别方法的研究主要包括基于传统图像处理的仪表读数识别和基于深度学习的仪表读数识别两个方面。如何提高自动识别指针式仪表读数的快速性和准确性尤为重要。

5、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种指针式仪表读数识别方法，能够提高自动识别指针式仪表读数的快速性和准确性。

2、本发明的另外一个目的是提供一种指针式仪表读数识别装置。

3、本发明的另外一个目的是提供一种终端设备。

4、本发明的另外一个目的是提供一种可读存储介质。

5、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

6、一种指针式仪表读数识别方法，所述识别方法包括：

7、识别出所获得的仪表图像中的仪表表盘区域；

8、分割出所述仪表表盘区域中的表盘指针和刻度线；

9、将所述刻度线转换为水平坐标，并确定出所述表盘指针在所述水平坐标中的相对位置；以及

10、基于所述表盘指针在所述水平坐标中的相对位置确定出所述仪表图像中的仪表读数。

11、在一些实施方式中，识别出所获得的仪表图像中的仪表表盘区域的步骤包括：

12、基于已经训练好的引入注意力机制的仪表表盘区域识别模型对所获得的仪表图像进行处理以识别出所述仪表表盘区域。

13、在一些实施方式中，分割出所述仪表表盘区域中的表盘指针和刻度线的步骤包括：

14、基于已经训练好的语义分割模型对识别出的所述仪表表盘区域进行处理以识别出所述指针和所述刻度线。

15、在一些实施方式中，将所述刻度线转换为水平坐标，并确定出所述表盘指针在所述水平坐标中的相对位置的步骤包括：

16、将识别出的表盘指针和刻度线进行极坐标变换转换为水平坐标，确定出所述表盘指针与所述刻度线的相对位置关系；

17、确定出所述刻度线的量程；

18、基于所确定出的所述表盘指针与所述刻度线的相对位置关系和所确定出的量程确定出所述表盘指针在所述水平坐标中的相对位置。

19、在一些实施方式中，确定出所述刻度线的量程的步骤包括：

20、基于已经训练好的数字识别模型对所述仪表表盘区域进行处理以识别出所述仪表表盘区域中的多个数值；以及

21、将所述多个数值中的最大数值作为所述刻度线的量程。

22、一种指针式仪表读数识别装置，所述识别装置包括：

23、仪表表盘区域识别模块，用于识别出所获得的仪表图像中的仪表表盘区域；

24、表盘指针和刻度线识别模块，用于分割出所述仪表表盘区域中的表盘指针和刻度线；

25、表盘指针定位模块，用于将所述刻度线转换为水平坐标，并确定出所述表盘指针在所述水平坐标中的相对位置；以及

26、仪表读数确定模块，用于基于所述表盘指针在所述水平坐标中的相对位置确定出所述仪表图像中的仪表读数。

27、在一些实施方式中，所述仪表表盘区域识别模块基于已经训练好的引入注意力机制的仪表表盘区域识别模型对所获得的仪表图像进行处理以识别出所述仪表表盘区域。

28、在一些实施方式中，所述表盘指针和刻度线识别模块基于已经训练好的语义分割模型对识别出的所述仪表表盘区域进行处理以识别出所述指针和所述刻度线。

29、一种终端设备，包括：处理器；以及存储器，与所述处理器通讯连接；

30、其中，所述存储器存储有可被处理器执行的程序，当程序被所述处理器执行时，所述处理器能够执行根据上述的指针式仪表读数识别方法。

31、一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现根据上述的指针式仪表读数识别方法。

32、采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

33、(1)采用引入注意力机制的yolov5模型对通过工业相机获取指针式仪表图像进行识别，从而识别出仪表表盘区域图像，再基于deeplabv3+的语义分割模型对仪表表盘区域图像进行分割，从而分割出仪表表盘区域中的表盘指针与刻度线，再利用ocr识别技术完成仪表量程识别与读数任务，采用上述方法，能够在复杂的工厂环境下自动识别并记录工业指针式仪表的读数，读数准确率高，可代替人工巡检，具有重要的工业应用前景。

34、(2)该方法通过yolov5实现仪表目标位置的快速检测，利用deeplabv3+实现仪表表盘区域指针和刻度线的精准分割，提高了仪表表盘检测和仪表表盘区域指针与刻度线分割的快速性和准确性；使用基于深度学习的ocr技术识别判断仪表量程，有效地规避了传统的ocr技术抗干扰能力差的问题，使识别准确率显著提升。

35、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

技术特征：

1.一种指针式仪表读数识别方法，其特征在于，所述识别方法包括：

2.根据权利要求1所述的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，

6.一种指针式仪表读数识别装置，其特征在于，所述识别装置包括：

7.根据权利要求6所述的指针式仪表读数识别装置，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的指针式仪表读数识别装置，其特征在于，

9.一种终端设备，其特征在于，包括：

10.一种可读存储介质，其特征在于，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1至5中任一项所述的指针式仪表读数识别方法。

技术总结
本发明公开了一种指针式仪表读数识别方法、装置、终端设备及可读存储介质。识别方法包括：识别出所获得的仪表图像中的仪表表盘区域；分割出所述仪表表盘区域中的表盘指针和刻度线；将所述刻度线转换为水平坐标，并确定出所述表盘指针在所述水平坐标中的相对位置；以及基于所述表盘指针在所述水平坐标中的相对位置确定出所述仪表图像中的仪表读数。本发明的识别方法能够提高自动识别指针式仪表读数的快速性和准确性。

技术研发人员：张君扬,刘慧洁,张强,沈波,赵伟荣,李睿,赵同乐,王雪,张红
受保护的技术使用者：中国纺织科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11