高精度指針式儀表由于精度高、價格低廉等優(yōu)點,在工業(yè)生產(chǎn)中應用范圍廣泛。然而在儀表長期使用的過程中,操作磨損、環(huán)境條件變化等時有發(fā)生,會對儀表的測量精度造成影響,因而我國規(guī)定指針式儀表必須定期檢定。儀表檢定的自動化早已成為儀表檢定行業(yè)的研究趨勢,能夠將人力從繁雜疲勞的工作中解放出來。然而,目前這種自動化的儀表檢定系統(tǒng)并未得到廣泛應用,其準確度、通用性一般較差,而且極易產(chǎn)生視點誤差,價格也比較昂貴。針對這些問題,本文展開一系列研究,主要研究內(nèi)容包括:首先對指針式儀表讀數(shù)識別中多種圖像處理及特征提取算法進行深入研究,對獲取的圖像逐步處理并提取刻度線及指針邊緣特征,并提出了LSD（Line Segment Detector,LSD）法與最小二乘法相結合的直線提取方法,更準確地獲取刻度線及指針的直線位置,從而擬和出刻度線及指針的直線方程。其次對高精度指針式儀表的讀數(shù)識別方法展開研究,為解決單目視點誤差問題,本文分析鏡頭平面與儀表平面存在角度且鏡頭光學中心與指針旋轉中心存在位移的視點誤差模型,給出視點誤差的計算方法。并進一步提出基于“三點一線”的讀數(shù)方法,該方法采用模板匹配技術定位被檢刻度坐標并獲... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
            1.2.2.1 圖像處理部分
            1.2.2.2 讀數(shù)識別部分
    1.3 論文主要內(nèi)容結構安排
第2章 圖像預處理及特征提取算法研究
    2.1 圖像預處理算法
        2.1.1 灰度級插值算法
            2.1.1.1 最鄰近法
            2.1.1.2 雙線性插值法
        2.1.2 漫水填充法獲取矩形刻度線區(qū)域
        2.1.3 圖像的平滑去噪
            2.1.3.1 鄰域平均法
            2.1.3.2 高斯濾波法
            2.1.3.3 中值濾波法
        2.1.4 閾值分割
            2.1.4.1 直方圖閾值雙峰法
            2.1.4.2 最大累間方差法
        2.1.5 邊緣檢測
    2.2 刻度線及指針特征提取算法
        2.2.1 最小二乘法
        2.2.2 Hough變換
        2.2.3 LSD法
        2.2.4 最小二乘法與LSD法結合的直線提取方法
    2.3 本章總結
第3章 讀數(shù)識別方法研究
    3.1 一般儀表讀數(shù)識別方法
        3.1.1 角度法
        3.1.2 距離法
    3.2 視點誤差模型
        3.2.1 視點誤差模型建立
        3.2.2 視點誤差分析
    3.3 查表法
    3.4“三點一線”法
        3.4.1 模板匹配
            3.4.1.1 平方差匹配法
            3.4.1.2 相關匹配法
        3.4.2 位置對中法
        3.4.3“三點一線”法讀數(shù)流程
        3.4.4“三點一線”法特點
    3.5 本章小結
第4章 高精度指針式儀表自動檢定系統(tǒng)的實現(xiàn)
    4.1 系統(tǒng)設計要求
        4.1.1 檢定過程要求
        4.1.2 檢定指標要求
        4.1.3 系統(tǒng)功能需求
    4.2 系統(tǒng)總體設計
        4.2.1 工作原理
        4.2.2 總體結構設計
        4.2.3 系統(tǒng)流程設計
    4.3 硬件平臺實現(xiàn)
        4.3.1 標準源
        4.3.2 精密位移臺
        4.3.3 視覺系統(tǒng)
        4.3.4 智能照明環(huán)境的實現(xiàn)
            4.3.4.1 設計原理
            4.3.4.2 曝光時間自動控制算法
    4.4 軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)
        4.4.1 開發(fā)平臺
        4.4.2 各模塊設計
        4.4.3 軟件流程
        4.4.4 軟件界面設計
    4.5 本章小結
第5章 系統(tǒng)實驗驗證及應用范例
    5.1 實驗驗證
        5.1.1 實驗目的
        5.1.2 實驗過程
        5.1.3 實驗結果
            5.1.3.1 檢定能力評價指標
            5.1.3.2 檢定準確性
            5.1.3.3 數(shù)據(jù)重復性
            5.1.3.4 檢定效率
            5.1.3.5 系統(tǒng)通用性
        5.1.4 誤差來源分析
            5.1.4.1 硬件中存在的誤差
            5.1.4.2 軟件中存在的誤差
    5.2 系統(tǒng)應用范例
        5.2.1 應用范例一
        5.2.2 應用范例二
    5.3 本章總結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種復雜指針式儀表的讀數(shù)自動識別算法[J]. 李偉,任青青,胡艷俠,朱少君,謝磊金.  計算機技術與發(fā)展. 2017(03)
[2]結合HSV與局部Hough變換的指針式儀表識別算法[J]. 王延華,李騰,張沛,張印寶.  電子設計工程. 2017(02)
[3]基于SVM的精密指針式儀表自動讀數(shù)方法[J]. 石睿,謝將劍,趙暄,李劍禹.  現(xiàn)代制造技術與裝備. 2016(11)
[4]基于機器視覺的高精度指針式儀表自動檢定系統(tǒng)研制[J]. 裴利強,黃青丹,張亞茹,李助亞,陳昕然,李永強,趙永平.  測控技術. 2016(09)
[5]指針式儀表圖像預處理及分割研究[J]. 汪志敏,汪仁煌,陳志惠,邱金紅.  工業(yè)控制計算機. 2014(03)
[6]一種基于改進角度法的指針式儀表圖像自動讀數(shù)方法[J]. 王瑞,李琦,方彥軍.  電測與儀表. 2013(11)
[7]基于MSP-ROA邊緣檢測和區(qū)域合并的圖像組合分割方法[J]. 唐艷,李禹.  計算技術與自動化. 2006(03)
[8]En值在校準實驗室中的應用[J]. 虞惠霞.  現(xiàn)代測量與實驗室管理. 2006(05)
[9]基于多小波變換及多層閾值的圖像降噪研究[J]. 鄭武,余勝生,周敬利,陳加忠.  計算機工程與應用. 2004(13)
[10]基于尺度相關性的微光圖像降噪算法及其硬件實現(xiàn)[J]. 李勇量,倪國強,陳小梅.  光子學報. 2003(06)

博士論文
[1]基于機器視覺指針表檢測的關鍵技術研究[D]. 李學聰.廣東工業(yè)大學 2014
[2]儀表圖像識別關鍵技術的研究[D]. 寧志剛.廣東工業(yè)大學 2007

碩士論文
[1]基于圖像的指針式儀表讀數(shù)自動識別技術研究[D]. 尹力.電子科技大學 2016
[2]基于機器視覺的指針式儀表讀數(shù)識別系統(tǒng)研究[D]. 孫浩晏.吉林大學 2015
[3]基于機器視覺的電力儀表自動檢定系統(tǒng)研究[D]. 陳昕然.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[4]基于圖像處理的儀表功能檢測系統(tǒng)[D]. 鐘賢德.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]機器視覺的直線檢測技術及應用研究[D]. 顧思妍.廣東工業(yè)大學 2011
[6]指針式儀表自動讀數(shù)的研究及應用[D]. 龔雄文.廣東工業(yè)大學 2007
[7]基于機器視覺技術的模擬指針式儀表自動檢定系統(tǒng)[D]. 盧艷.重慶大學 2004



本文編號：3170322