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专利号: 2022113420335
申请人: 复亚智能科技(太仓)有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于表盘分类和部件颜色、形状特征的仪表读数方法,其特征在于:具体包括以下步骤:S1:根据给定的一幅包含背景的图像,获取图像中仪表盘区域;

S2:通过仪表盘分类网络得到该仪表盘所属的类别;

S3:根据仪表盘所属的类别,通过常规的特征匹配方法对仪表盘进行矫正;

S4:根据仪表盘圆形的形状特征提取表盘最外层刻度区域,并得到表盘的中心、长短轴和半径;表盘最外层刻度区域的形状特征提取方法为:先获取接近刻度盘圆形部件的所有候选集,然后获取候选集中最接近刻度盘的圆形部件;具体过程如下:对仪表盘进行刻度盘对应的圆形区域提取;在LAB空间的每个通道设置不同的阈值对仪表盘图像进行二值化,提取所有二值化后掩码中所有的部件,根据部件面积阈值去掉面积小的部件,将剩下的部件求取最接近的椭圆,根据圆形区域面积占仪表盘区域面积的范围,以及部件面积与其拟合的椭圆面积比的范围去掉不在范围内的部件,得到当前通道当前阈值下圆形部件候选集;

对所有通道所有阈值下得到的圆形部件候选集进行覆盖和累计处理:依次遍历不同通道不同阈值下的圆形部件候选集,计算圆形部件候选集里的每一个部件与历史保留的圆形部件候选集里每一个部件的IOU比值,所述IOU比值为部件之间面积交集与部件之间面积并集相比所得值,当IOU小于阈值时,将当前遍历的圆形部件候选集里的当前部件累加到历史部件中,否则,根据两者圆形区域面积占仪表盘区域面积的值,保留其中值较大的一个部件到历史部件集合中,依此循环遍历完所有通道所有阈值下得到的圆形部件候选集;

在最终遍历得到的圆形部件候选集里,选取包含在其拟合的椭圆中的面积占部件面积比,其中,所述面积占部件面积比为部件面积与其拟合的椭圆面积的交集与其拟合的椭圆面积的比值;最大的一个部件为最终的最外层刻度盘圆形区域;

通过对表盘的外轮廓点进行主成分分析,计算最终得到圆形刻度盘的长短轴、半径以及中心;

S5:根据仪表盘中示数指针为长条形的特征,在提取到的圆形刻度盘区域内来提取长条形指针部件及其长轴;提取所有满足长条形的候选部件,在长条形的候选部件中根据颜色特征,在颜色空间里去除其它非长条形的部件;

S6:根据长条形指针部件长轴的角度及其所属的类别计算示数。

2.根据权利要求1所述的一种基于表盘分类和部件颜色、形状特征的仪表读数方法,其特征在于:步骤S1中通过目标检测或关键点检测方法获得仪表盘目标。

3.根据权利要求1所述的一种基于表盘分类和部件颜色、形状特征的仪表读数方法,其特征在于:所述步骤S2中还包括仪表盘分类网络的训练。

4.根据权利要求3所述的一种基于表盘分类和部件颜色、形状特征的仪表读数方法,其特征在于:所述仪表盘分类网络的训练,其具体方法如下:步骤S21:分别获取不同仪表盘类型的训练数据;

步骤S22:为每一种仪表盘类型的训练数据标注真实的类别;

步骤S23:用标注好类别的数据训练仪表盘分类网络,得到仪表盘分类模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于表盘分类和部件颜色、形状特征的仪表读数方法,其特征在于:所述步骤S3中,还包括利用SIFT特征匹配或关键点特征匹配对仪表盘进行矫正。

6.根据权利要求1所述的一种基于表盘分类和部件颜色、形状特征的仪表读数方法,其特征在于:利用SIFT特征匹配的方法进行矫正的步骤具体包括:S31:对每一类仪表盘中的标准仪表盘进行一次特征点提取;

S32:每次为待读数的仪表盘提取特征点;

S33:将待读数的仪表盘的特征与其所属类别中的标准表盘的相应特征进行匹配,得到变换矩阵;

S34:根据变换矩阵对待读数的仪表盘进行旋转、平移、缩放等操作,得到矫正后的仪表盘。

7.根据权利要求1所述的一种基于表盘分类和部件颜色、形状特征的仪表读数方法,其特征在于:步骤S4中利用主成分分析法获取获得表盘的中心、长短轴和半径,具体步骤如下:S41:计算圆形表盘部件外轮廓点x、y轴之间的协方差;

S42:计算x、y轴之间协方差矩阵的特征值和特征向量;

S43:最大特征值对应的特征向量为该部件的长轴向量,最小特征值对应的特征向量为该部件的短轴向量;

S44:计算长轴方向上外轮廓点最大最小值之和的一半,计算短轴方向上外轮廓点最大最小值之和的一半,两者之和为圆形刻度盘的中心向量;

S45:计算长轴方向上外轮廓点最大最小值之差的一半,计算短轴方向上外轮廓点最大最小值之差的一半,两者之和为圆形刻度盘的半径向量;

S46:计算中心向量减去长轴方向上的半径向量,计算中心向量加上长轴方向上的半径向量,两者组成长轴的两端点向量;计算中心向量减去短轴方向上的半径向量,计算中心向量加上短轴方向上的半径向量,两者组成短轴的两端点向量;

S47:计算长轴的两端点向量的模和短轴的两端点向量的模得到长短轴的长度,长轴长度的一半为半径的长度。