一种仪表读数的无电气连接采集方法与流程

本发明属于轨道交通智能运维领域，涉及一种仪表读数的无电气连接采集方法。

背景技术：

1、轨道交通运维巡检是典型的劳动密集型行业，主要依靠人工检查，手写记录各项信息，根据经验制订维修计划，定期开展检查。其弊端是检修强度大、效率低、人工成本高、受天窗点影响，难以适应大规模城市轨道交通网络的可持续发展需求。然而，目前由于城市轨道交通的迅速发展，列车数量急剧上升，运行工况日趋复杂，随之而来的是列车运营间隔缩短、结束运营时间延长，这给维护保障带来了极大的压力。

2、目前，现场仪表设备仍依靠人工巡检、手工记录上报的形式。人工巡检作业方式落后、自动化程度低、成本高、覆盖率低、人力不足、受天窗点影响，且缺乏数据的积累和互通，这与智能运维发展中所要实现的巡检全覆盖、故障智能自动识别，并能提供可行解决方案的愿景相差甚远。

技术实现思路

1、基于此，针对现有窘况，本发明提出一种仪表读数的无电气连接采集方法，代替人工巡检并让相关人员实时掌握道轨道交通仪表的状态信息。

2、为了达到上述目的，本发明的解决方案是：采集仪表图像并预处理；对图像进行半整定霍夫变换，提取仪表指针；计算仪表指针的偏转角度，并计算该指针对应的仪表读数。

3、2、根据权利要求1所述的仪表读数的采集方法，其特征在于，所述步骤对图像进行半整定霍夫变换，提取仪表指针；具体包括以下步骤：

4、(a)在预处理后的图像中，人工选定唯一半整定点，并转换为霍夫空间的半整定方程，确定方程的容忍范围，形成半整定域；

5、(b)将预处理后图像中的边缘点转换至霍夫空间中，获得霍夫直线；

6、(c)遍历霍夫直线上的坐标，统计半整定域内的坐标频数，得到所有位于半整定域内的霍夫直线的交点；

7、(d)选取频数最高的两组坐标，分别计算各组坐标所代表的直线，并计算指针角度。

8、进一步地，所述步骤(a)中，在预处理后的图像中，人工选定唯一半整定点，并转换为霍夫空间的半整定方程，确定方程的容忍范围，形成半整定域，具体为：

9、仪表指针理论上始终绕着一点转动，选取该点作为唯一半整定点，选取该点在可容忍的半径内的圆为半整定域。预处理后，以半整定点作为坐标原点，该点水平向右为坐标轴的x轴，该点水平向下为坐标轴的y轴，记半整定点为(0,0)，可容忍半径为d，则半整定域可表示为：

10、x2+y2≤d2

11、将半整定域的点(xi,yi)用极坐标表示，即：

12、xi＝ρi cosθi,yi＝ρi sinθi,ρi≤d

13、将该点转换至霍夫空间中，满足关系xi cosθ+yi sinθ＝ρ，其中θ∈[0,2π)，将极坐标带入得半整定域，

14、

15、其中，θi和θ取值无特异性，在区间[0,2π)任取即可。

16、进一步地，所述步骤(b)中，将预处理后图像中的边缘点转换至霍夫空间中，获得霍夫直线，具体为：

17、预处理后的图像为二值边缘图，边缘点处记为数值1，非边缘点处记为数值0。遍历二值边缘图中的数值为1的点，根据其像素坐标(xk,yk)，转换至霍夫空间中，形成霍夫线簇：

18、xk cosθ+yk sinθ＝ρ

19、其中，θ∈[0,2π),k∈[0,k]，k为边缘点总数。

20、进一步地，所述步骤(c)中，遍历霍夫直线上的坐标，统计半整定域内的坐标频数，得到所有位于半整定域内的霍夫直线的交点，具体为：

21、根据θ∈[0,2π),k∈[0,k]，对k和θ进行遍历，形成霍夫坐标(θk,ρk)，将坐标带入半整定域方程中，即：

22、

23、遍历θ∈[0,2π)，若不满足maxρi≤d，则舍去该边缘点。

24、进一步地，所述步骤(d)选取频数最高的两组坐标，分别计算各组坐标所代表的直线，并计算指针角度，具体为：

25、选定统计步长△ρ，以步长△ρ对ρ进行频数统计，统计出频数最高的两个霍夫坐标参数分组ρm和ρn，分别代表指针的两条边缘线。提取所述两个分组中的霍夫坐标(θm,k,ρm,k)和(θn,k,ρn,k)，可知霍夫坐标在霍夫直线簇中的序号k，由此得到像素坐标(xk,yk)。统计各组像素坐标形成的角度，即仪表指针两条边缘线与x轴的夹角。对两个夹角的数值求平均值，即为仪表指针的偏转角度。根据偏转角和刻度数值的函数关系，求得指针对应的读数。

技术特征：

1.一种仪表读数的无电气连接采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的仪表读数的采集方法，其特征在于，所述步骤s2，对图像进行半整定霍夫变换，计算仪表指针的偏转角度；具体包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种仪表读数的无电气连接采集方法，包括以下步骤：采集仪表图像并预处理；对图像进行半整定霍夫变换，计算仪表指针的偏转角度；计算该指针对应的仪表读数。

技术研发人员：邓辰鑫,薛腾辉,沈阳,惠青文,李柏松,张国光
受保护的技术使用者：上海泽高电子工程技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16