基于数字特征的指针仪表示数识别研究

摘要

指针式仪表作为一种普遍的测量工具，它有方便使用，操作简单等很多优点，尤其在工业上更是必不可少。近年来，指针式仪表示数读取的精确度已经成为了人们日益关注的焦点问题。解决这个问题最有效的技术，就是用示数自动识别来代替人眼读数。因此，如何实现指针式仪表示数的自动识别，已经成为国内外学者关注的一个重要课题。
　　为此，本文针对指针式仪表的自动识别技术展开研究，并引入Snake算法以及重心法，以期达到更好的识别性能。
　　首先，利用基于修正力的改进Snake算法，对指针仪表的表盘和指针进行双定位。在此方法中，通过Hough变换对圆盘进行粗定位，再利用Snake算法对仪表圆盘进行精确定位，进而采用改进重心法的实现指针仪表的数字特征识别。基于改进重心法的指针仪表数字特征识别方法，分改进重心计算、水平投影处理、仪表示数读取三个步骤实现，从而获得更加精确的指针式仪表的示数并将其直观地显示出来。因为数字特征的使用，使得指针式仪表示数的识别精度更高、识别速度更快。
　　其次，为了验证本文研究工作的有效性，从两个方面展开了实验研究:第一，对比传统Snake算法和本文提出的改进Snake算法，在指针式仪表圆盘和刻度定位时的性能差异;第二，对比模板匹配法、神经网络法和本文提出的改进重心法，在指针式仪表示数识别时的性能差异。实验结果显示，本文提出的改进Snake算法，相比于传统Sanke算法，可以更加准确地定位指针式仪表圆盘和刻度特征，并且处理速度更快;本文提出的改进重心法，相比于模板匹配法、神经网络法，具有更快的识别速度和更高的识别精度。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 指针刻度识别研究现状

1．2．2 数字特征识别研究现状

1．3 主要研究内容

第2章 基于双定位的指针识别算法

2．1 Hough变换分析

2．2 基于Snake算法的双定位识别分析

2．2．2 Hough变换对圆盘的粗定位

2．2．3 Snake算法对仪表圆盘的精确定位

2．2．4 Hough变换检测刻度和指针

2．3 本章小结

第3章 改进重心法的指针仪表数字识别

3．1 识别算法的总体设计

3．2 对Snake算法的改进处理

3．3 数字特征的识别

3．3．1 数字特征算法识别的设计

3．3．2 常用的数字特征识别方法

3．4 改进重心法的指针仪表数字特征识别

3．4．1 改进的重心计算方法

3．4．2 垂直线交点法

3．4．3 水平投影法

3．4．4 仪表示数读取

3．5 本章小结

第4章 实验结果与分析

4．1 实验配置

4．2 软件开发环境的介绍

4．2．2 Visual Studio 2012的介绍

4．3 软件模块结构

4．4 软件测试结果

4．4．1 软件运行时的界面

4．4．2 软件实现各个功能的图像结果

4．5 性能的测试分析

4．5．1 定位方法的性能分析

4．5．2 识别方法的性能分析

4．6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢