基于嵌入式Linux的燃气表自动识别技术的研究与实现

摘要

随着我国城镇化脚步的加快，城镇居民的天然气普及率越来越高，保障与天然气使用相关的设备安全成为质检部门的首要任务。燃气表作为计量燃气使用量的重要设备，国家相关法律规定，燃气表在给用户使用前，必须经过质检部门的强制检验合格才能使用。燃气表作为计量器具，其计量的准确性关乎每个用户的切身利益，因此计量误差是质检部门的一个重要检测参数。传统的燃气表误差校验方法不仅步骤繁琐，而且校验效率低下，不断增加的燃气表使用量，使得质检部门的检验压力越来越大。
　　本课题深入分析传统燃气表误差校验方法效率低下的原因，创新性的开发并实现了一种基于图像处理的燃气表自动识别误差校验算法。课题首先基于嵌入式 Linux系统，搭建了一个通用的图像处理平台，并详细介绍了平台核心处理器与摄像头的选型方案及图像处理应用开发环境的建立过程。然后针对机械式燃气表的特点，开发出一种高效的误差校验处理算法，并从自动定位、背景筛选和识别比对三部分对算法的实现过程进行详细描述。在自动定位算法中，利用颜色特征与帧差法融合的定位算法在实际定位中取得了非常良好的定位精度；在背景筛选算法中，针对燃气表误差校验流量大小的不同，提出两种背景选取方案，不仅提高了误差校验的准确率，而且降低了校验时间；在识别比对算法中，利用移位差分法、梯度差分法与方向特征差分法，确保了误差校验的高可靠性。最后针对电子式燃气表的特点，开发出一套专门针对电子液晶屏燃气表的误差校验算法，从自动定位和识别差分两大方面对算法的实现进行了详细描述。在自动定位算法中，利用图像增强与自适应阈值化等预处理算法结合投影定位，完成了液晶屏字符的准确定位；在识别差分算法中，利用前后帧差分算法进行字符变化判断，使得误差校验高效而精确。
　　本课题利用搭建的图像处理平台对开发的燃气表自动误差校验方法，从通用性，可靠性等多方面进行了实际的测试与使用，相对传统的校验方法，本方法不仅操作简单，通用性强，而且在检测效率上有显著提升。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 燃气表识别发展现状与发展趋势

1.3 课题研究内容与目标

1.4 论文结构与安排

第2章 嵌入式Linux图像处理平台

2.1 嵌入式平台总体结构

2.2 应用开发环境搭建

2.3 Linux内核移植

2.4 根文件系统制作

2.5 OpenCV图像处理库移植

2.6 本章小结

第3章 机械式燃气表识别算法

3.1 机械式燃气表介绍

3.2 机械式燃气表检测流程

3.3 算法总体设计

3.4 自动定位算法实现

3.5 选取背景算法实现

3.6 识别对比算法实现

3.7 本章小结

第4章 电子式燃气表识别算法

4.1 电子式燃气表简介

4.2 算法总体设计

4.3 自动定位算法实现

4.4识别差分算法实现

4.5 本章小结

第5章 测试与结果分析

5.1 图像处理平台测试

5.2 燃气表误差测试平台简介

5.3 机械式燃气表算法测试与结果

5.4 电子式燃气表算法测试与结果

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录