(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210502443.5 (22)申请日 2022.05.09 (71)申请人 天津科技大 学 地址 300000 天津市滨 海新区经济技 术开 发区第十三大街9号 (72)发明人 张传雷　石进远　石蕾　李建荣　 可婷　张勇进　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 符继超 (51)Int.Cl. G06V 10/22(2022.01) G06V 10/25(2022.01) G06V 10/34(2022.01)G06V 10/36(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/56(2022.01) G06V 10/75(2022.01) (54)发明名称 一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针 识别方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于模板匹配的变电站 多表盘多指针识别方法， 包括： 获取待读数的变 电站内的表盘图像， 根据预设规则在所述表盘图 像内建立直角坐标系； 对表盘图像进行中值滤 波； 将中值滤波后的表盘图像进行模板匹配， 根 据模板匹配结果， 划分表盘图像中的各个表盘区 域； 分别提取各个表盘区域内的兴趣区域； 通过 HSV颜色模型提取各个兴趣区域内的指针， 得到 提取后的图像； 通过霍夫变换检测各个提取后的 图像中的直线， 获取各个兴趣区域内的指针的坐 标； 根据指针的坐标， 识别各个表盘区域内的指 针的读数。 该方法可自动识别出变电站内多表盘 多指针仪表的读数， 显著提高了多表盘多指针仪 表指针识别的准确度。 权利要求书2页 说明书9页 附图12页 CN 114863086 A 2022.08.05 CN 114863086 A 1.一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 获取待读数的变电站内的表盘图像， 根据预设规则在所述表盘 图像内建立直角坐 标系； 对所述表盘图像进行中值滤波； S2、 将中值滤波后的所述表盘图像进行模板匹配， 根据模板匹配结果， 划分所述表盘图 像中的各个表盘区域； S3、 分别提取各个所述表盘区域内的兴趣区域； 通过HSV颜色模型提取各个所述兴趣区 域内的指针， 得到提取后的图像； S4、 通过霍夫变换检测各个所述提取后的图像中的直线， 获取各个所述兴趣区域内的 指针的坐标； 根据所述指针的坐标， 识别各个所述表盘区域内的指针的读数。 2.如权利要求1所述的一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特征在 于， 所述步骤S2包括： S21、 将预设模板在中值滤波后的所述表盘图像内移动， 进行标准差值平方和匹配， 获 得匹配结果的最大值和最小值； 获取 所述最小值所对应的最小坐标和最大坐标； S22、 根据 所述最小坐标和最大坐标， 定位所述预设模板所对应的特征点在所述表盘图 像中的位置； S23、 根据所述特征点在所述表盘图像中的位置， 划分所述表盘图像中的各个表盘区 域。 3.如权利要求1所述的一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特征在 于， 所述步骤S3包括： S31、 分别提取各个所述表盘区域内的兴趣区域， 获取各个表盘的边框， 将所述边框内 部置为同一标识色； S32、 通过HSV颜色模型提取各个所述兴趣区域 内的指针； 通过闭运算消除非指针部分， 并填补所述指针内的孔洞， 得到提取后的图像。 4.如权利要求3所述的一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特征在 于， 所述步骤S3还 包括： S33、 对所述 提取后的图像中的指针区域进行细化， 得到图像的骨架。 5.如权利要求3所述的一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特征在 于， 所述闭运 算包括： 采用膨胀操作使各个所述兴趣区域内的指针图像通过膨胀核沿边界向外扩 张， 在所述 指针图像的边 缘添加新像素； 采用腐蚀操作使各个所述膨胀操作后的指针图像通过腐蚀核沿边界向内收缩； 所述腐 蚀核为由n个像素 组成的像素块； 所述像素块包含一个核心； 所述腐蚀核在所述指 针图像的 边缘移动， 消除与所述腐蚀核重合且没有越过 所述核心的像素点。 6.如权利要求1所述的一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特征在 于， 所述步骤S4包括： S41、 通过霍夫变换， 确定霍夫坐标系的直线与笛卡尔坐标系的点之间的映射关系， 判 断各个所述 提取后的图像中的点是否构成直线， 提取构成的直线； S42、 根据所述 直线， 确定各个所述兴趣区域内的指针的坐标； S43、 根据各个所述指针的坐标， 依次计算所述指针的斜率、 反正切值和角度， 识别各个权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114863086 A 2所述表盘区域内的指针的读数。 7.如权利要求6所述的一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特征在 于， 通过如下公式依次计算所述指 针的斜率、 反正切值和角度， 识别各个所述表盘区域内的 指针的读数： 上式中， k表示指针两端点坐标构成的直线的斜率； (x1,y1)和(x2,y2)分别表示指针的两 端坐标； r表 示k的反正切值； d表示指 针相对于表盘零刻度旋转的角度； a表 示从表盘的最右 侧刻度逆时针旋转到表盘零刻度时的旋转角度； ％表示取余； max表示表盘量程的最大值； num表示最终读数； s表示表盘区域内指针的最大 可旋转角度。 8.如权利要求7所述的一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特征在 于， 如果所述表盘区域内指 针的最大可旋转角度小于18 0度， 则所述指 针的读数即为所述最 终读数。 9.如权利要求7所述的一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特征在 于， 如果所述表盘区域内指针的最大 可旋转角度大于或等于180度； 当所述表盘区域内指针的指向在0 ‑180度区域内， 所述指针的读数即为所述 最终读数； 当所述表盘区域内指针的指 向在0‑180度区域外， 所述指针的读数为所述最终读数与 补全最大量程值的一半相加； 所述补全最大量程值为将所述表盘区域内指 针的最大可旋转 角度增加到360度时， 此时表盘量 程的最大值。 10.如权利要求6所述的一种基于模板匹配的变电站多表盘多指针识别方法， 其特征在 于， 当同一所述表盘区域内存在多个指 针时， 根据所述表盘区域内指 针的坐标， 分别计算各 个指针的长度， 根据所述各个指针的长度， 区分所述表盘区域内的不同指针。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114863086 A 3