水表的準(zhǔn)確度對節(jié)能降耗具有重要的意義,我國規(guī)定水表在進(jìn)入市場前必須進(jìn)行質(zhì)檢。目前,國內(nèi)絕大部分的水表檢定站仍采用以人工檢定為主導(dǎo)的水表檢定方法,長期重復(fù)的工作和個(gè)人主觀因素的影響,使得水表檢定效率和準(zhǔn)確度都不理想,因此,研發(fā)一種水表自動(dòng)檢定系統(tǒng)來替代人工檢定成為水表檢定行業(yè)的迫切需求。本文以國內(nèi)某水表檢定站的冷水水表檢定為研究對象,設(shè)計(jì)了一套基于機(jī)器視覺的冷水水表自動(dòng)檢定系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了五種不同口徑冷水水表的自動(dòng)檢定。首先,根據(jù)檢定系統(tǒng)的性能指標(biāo),對系統(tǒng)中的硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)分別進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)。通過對比實(shí)驗(yàn),完成了視覺器件的選型工作,設(shè)計(jì)了一套面向表盤面圖像采集的打光方案,保證了圖像采集過程中光照環(huán)境的穩(wěn)定,完成了冷水水表檢定的硬件視覺平臺(tái)。然后對冷水水表中的指針和字輪識(shí)別分別進(jìn)行了研究。指針讀數(shù)的識(shí)別采用Hough梯度圓檢測對子表盤區(qū)域定位,通過最小二乘法擬合出指針轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心,以指針轉(zhuǎn)動(dòng)軸心為圓心依次創(chuàng)建三個(gè)同心圓,計(jì)算指針輪廓與同心圓的交點(diǎn),求出指針轉(zhuǎn)動(dòng)的斜率并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)刻度值,實(shí)現(xiàn)了不同口徑冷水水表指針讀數(shù)的準(zhǔn)確判讀。字輪讀數(shù)的識(shí)別通過遷移學(xué)習(xí)的方法,使用預(yù)訓(xùn)練后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 指針識(shí)別研究現(xiàn)狀
        1.2.2 字輪識(shí)別研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 章節(jié)安排
第2章 冷水水表檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.1 機(jī)器視覺簡介
    2.2 檢定系統(tǒng)需求
        2.2.1 檢定站工作流程
        2.2.2 水表檢定精度的計(jì)算
    2.3 水表檢定系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)
        2.3.2 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)
    2.4 硬件平臺(tái)搭建
        2.4.1 視覺器件選型
        2.4.2 打光方案設(shè)計(jì)
        2.4.3 硬件平臺(tái)搭建
    2.5 本章小結(jié)
第3章 指針讀數(shù)識(shí)別研究
    3.1 圖像采集和預(yù)處理
        3.1.1 圖像采集視覺軟件
        3.1.2 圖像預(yù)處理
    3.2 指針區(qū)域定位
        3.2.1 Hough梯度圓檢測
        3.2.2 參數(shù)設(shè)定
    3.3 指針讀數(shù)識(shí)別
        3.3.1 指針轉(zhuǎn)動(dòng)軸心識(shí)別
        3.3.2 指針轉(zhuǎn)動(dòng)角度識(shí)別
        3.3.3 讀數(shù)誤差糾正
        3.3.4 數(shù)據(jù)整合
        3.3.5 指針讀數(shù)識(shí)別實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 字輪讀數(shù)識(shí)別研究
    4.1 傳統(tǒng)數(shù)字識(shí)別方法
    4.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)選取
    4.3 創(chuàng)建數(shù)據(jù)集
        4.3.1 字輪框定位
        4.3.2 字輪分割
        4.3.3 冷水水表字輪數(shù)據(jù)集
    4.4 字輪讀數(shù)識(shí)別
        4.4.1 訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        4.4.2 字輪讀數(shù)識(shí)別實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 冷水水表自動(dòng)檢定實(shí)驗(yàn)
    5.1 檢定系統(tǒng)軟件平臺(tái)
        5.1.1 系統(tǒng)登錄界面
        5.1.2 參數(shù)設(shè)置界面
        5.1.3 創(chuàng)建定位模板界面
        5.1.4 手動(dòng)測試界面
        5.1.5 實(shí)時(shí)顯示界面
    5.2 冷水水表檢定實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 指針檢定實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 字輪檢定實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 檢定效率對比
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在車牌識(shí)別系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 皇甫磊磊,閻瑞兵,趙曉曉.  信息與電腦(理論版). 2018(17)
[2]基于機(jī)器視覺的浮選氣泡體積和表面積測量研究[J]. 梁秀滿,劉文濤,牛福生,田童.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(12)
[3]基于機(jī)器視覺的熱軋中間坯鐮刀彎在線檢測系統(tǒng)[J]. 徐冬,楊荃,王曉晨,孫友昭,劉克東,代振洋.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(07)
[4]基于機(jī)器視覺檢測印刷碼的改進(jìn)模板匹配算法研究[J]. 錢俞好,周軍,田勝,李少輝.  機(jī)電工程. 2018(04)
[5]基于機(jī)器視覺的指針式儀表示數(shù)識(shí)別方法研究[J]. 童偉圓,葛一粟,楊程光,金一鳴,高飛.  計(jì)算機(jī)測量與控制. 2018(03)
[6]改進(jìn)ORB和Hough變換的指針式儀表識(shí)讀方法[J]. 高建龍,郭亮,呂耀宇,吳清文,母德強(qiáng).  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(23)
[7]中國水表產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)升級(jí)路徑對策研究[J]. 羅艷,敖開才,張學(xué)昌.  工業(yè)計(jì)量. 2018(01)
[8]深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水表字符圖像識(shí)別上的應(yīng)用[J]. 莫宇琨,信昆侖,陳能.  供水技術(shù). 2017(05)
[9]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自然場景中數(shù)字識(shí)別[J]. 周成偉.  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2017(11)
[10]巡檢機(jī)器人中的指針式儀表讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)[J]. 許麗,石偉,方甜.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2017(07)

碩士論文
[1]基于機(jī)器視覺的嵌入式儀表讀數(shù)識(shí)別系統(tǒng)研究[D]. 屠震元.浙江理工大學(xué) 2015
[2]基于模板匹配的水表讀數(shù)識(shí)別方法研究[D]. 李乾坤.華中師范大學(xué) 2014
[3]基于ANDROID平臺(tái)的水表字符識(shí)別算法研究[D]. 張秋月.杭州電子科技大學(xué) 2014
[4]數(shù)顯儀表數(shù)字字符快速識(shí)別系統(tǒng)的研究[D]. 田自君.電子科技大學(xué) 2007
[5]儀器儀表數(shù)字圖像識(shí)別及其應(yīng)用研究[D]. 李貌.廣東工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3639300