指针仪表和数显仪表的差别：
指针仪表：
1、只能测量某一相电参量，仪表本身体积和重量也比较大。
2、仪表结构复杂，如果需要高精度的仪表，采用的张丝结构采用的材质基本上用铍铜合金，成本造价比较高。
3、仪表只是单相仪表之外，同时一块仪表也只能测量一种电参量（所谓的单功能表）
4、仪表属于金属制品，仪表的测量精度受时间和严重老化环境（电气室）影响，慢慢要求达不到
5、仪表不具备工业自动化和无人值守综合自动化的功能，不具备通讯和工业自动化的发展方向
6、随着科技的发展，智能化、网络化，高精度，多功能，方便简捷的电子化
产品更加快速的运用到工作和生活中。
数显仪表：
1、具有单相表和三相表，三相电参量测量过程同步，显示同步，更方便用户对现场的系统的安全和指导。
2、电度计量不需要人为去计算和核准，所有测量的电参量数值全部属于一次数值，和现场的实际比较很直观。
3、仪表精度高，重量轻巧，安装简便，售后服务方便。仪表的采样和显示反应速率快，测量数据不断更新（300mS数据更新一次）
4、仪表具有通讯接口（与电脑通讯、以太网通讯）实现遥信、遥控、遥测、遥脉、遥调等通讯功能，实现智能化、自动化、简捷等有效的作用。
5、仪表具有电能脉冲、开关量输入和输出（实现报警、遥控、遥信、控制）等功能、具有电参量的模拟变送功能，实现电参量信号的线性转化和数据远传等功能
6、具有多功能仪表，仪表不仅仅是三相，而且是多功能，同时可以测量多种电参量。一块仪表实现全部电参量的显示测量。大大减少用户维护和电气设备运行的安全指引，确保安全生产的实施。
7、仪表属于低功耗电子产品，产品的设计寿命为10年，产品出厂设置完善，仪表具有可编程性，在现场用户可以结合现场参数自行修改，仪表方便技术改造移动使用。
巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统 发表时间：2019-07-16T14:11:31.203Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：彭鹤 [导读] 摘要：巡检机器人能自动识别仪表设备的状态，先准确定位图像中的仪表设备，在此基础上，实现了仪表读数的自动识别。 (大唐河北发电有限公司马头热电分公司河北省邯郸市 056044) 摘要：巡检机器人能自动识别仪表设备的状态，先准确定位图像中的仪表设备，在此基础上，实现了仪表读数的自动识别。 关键词：巡检机器人；仪表读数识别；指针提取 巡检机器人主要在户外工作，仪器识别算法需适用于各种不同的光照和天气情况，基于此，本文提出了一种迭代最大类间方法，解决了由光照或镜面反射引起的仪器图像过亮或过暗时指针提取问题；提出基于Hough变换的指针角度计算方法，推导了指针角度与仪表读数间的函数关系，实现了指针仪表读数的自动识别。 一、仪表识别算法概述 变电站的仪表多数安置在室外，巡检机器人采集的仪表图像通常受到环境的影响。现有的识别算法为，利用仪表表盘的形状特征，通过模板匹配或椭圆拟合确定仪表表盘在图像中的基本位置及区域范围。其算法虽具备一定实时性和鲁棒性，但并不适用于巡检机器人采集到的变电站仪表图像。这是因变电站设备结构复杂，在机器人采集到的图像中，背景紊乱，并不仅包含仪表区域，还同时囊括了其它设备。在指针识别方面，通常在获取仪表表盘的子图像后，再使用多种的图像处理方法提取仪表指针的位置及指向方向。另外，智能机器人能自动实现对仪表设备的状态识别，必须进行仪表设备在图像中的准确定位，在这基础上，实现仪表读数的自动识别。 二、指针式仪表读数识别 1、指针区域提取。在仪器图像采集过程中，由于受仪器玻璃的光照条件或镜面反射的影响，很难提取仪器指针等特征信息，从而影响仪器的读数识别。因此，在提取指针区域前，需要去除噪声，增强高通图像。为后续指针中心线的精确提取提供清晰的图像，从而提高仪器识别的精度。 1)表盘图像去噪。由于仪器图像在采集过程中会受到噪声的干扰，可采用图像平滑的方法来降低噪声对仪器图像质量的影响。如果平滑窗口太大或太小，仪器图像的细节将变得模糊或边界轮廓将被破坏。本文采用5*5方形窗口的中值滤波去除图像噪声，不仅达到了去噪的目的，而且保持了图像的细节信息。 2)高通增强。为了提高背景与目标区域的灰度差，准确提取指针区域，采用Butterworth高通滤波器对仪器图像进行增强，抑制低频信息。 3)目标分割。最大类间方差是一种常用的自适应目标阈值分割算法，对背景清晰的普通图像具有良好的分割效果，但在对前后景灰度变化不大的情况下，很难实现目标提取。 在实际变电所采集的指针式仪表灰度图像二值化阈值分割过程中发现，当仪表图像在过亮或过暗的光照条件下采集时，目标区域和背景区域的灰度变化很小。采用传统的最大类间方差法进行二值阈值分割后，二值图像中存在较大的黑白区域，无法从仪表表盘区域正确分割，严重影响了后续的指针提取。 鉴于这种现象，在指针区域无法分割的过亮或过暗仪器图像中，背景和目标间的最大类间方差值较小。当最大类间方差在区间范围内时，可正确地实现分割，否则分割失败。最大类间方差可作为衡量指针目标提取是否准确的标准。基于此准则，本文提出了一种迭代的最大类方差方法。采用最大类间方差法对仪器灰度图像进行第一阈值分割时，最大类间方差在其范围内，相应的阈值为最优阈值，否则将第一阈值分割中划分的目标类作为第二最大类间方差阈值分割的对象，判断最大类间方差是否在其范围内。以此类推直到最大类间方差在其范围内，相应的阈值是最佳分割阈值。 2、指针定位。如图1所示，仪表图像中指针具有顶端细，底端粗，灰度关于中心线对称的特性，指针的中心线必须穿过旋转轴。因此，可通过过表盘转动轴心提取指针的中心线来实现指针的定位，并使用直线提取方法来提取指针的中心线。 图1 仪表图像中指针特征 Hough变换是一种检测特定边界形状的方法，常用于直线和圆的检测。它将图像坐标空间转换为参数空间，得到一些峰值，然后通过检测参数空间的峰值给出图像中几何曲线的数学方程。Hough变换能有效地避免图像中某些特征点的干扰，具有良好的容错性和鲁棒性。本文提出了一种基于Hough变换的指针定位算法，用于检测过表盘转动轴心的指针位置。此外，指针的旋转角度限制在仪器量程范围内，在搜索图像的Hough变换值时，可搜索特定角度范围内的直线，从而减少搜索量，提高搜索效率。 三、系统评价与验证 智能巡检机器人系统用于电力系统大型室外变电所仪表的自动识别。而仪器读取识别系统读取采集到的图像，识别结果存储在数据库中，用于后台数据库和专家系统的监控和数据分析。 仪器识别系统以MATLAB R2014A为软件开发环境进行仿真实验，以实际测试现场采集的指针式仪表为测试对象。仪表自动识别系统的指针仪表自动识别模块包括读人图像、指针仪表区域定位和仪表识别。本文提出的指针识别算法主要解决两个关键问题：1)适应各种光照条件下的指针区域自适应提取；2)基于Hough变换的指针定位和读数识别。 1、自适应指针区域提取算法的验证与分析。实验分析表明，采用传统的最大类间方差法对仪器图像进行二值化处理，可在正常光照条件下实现对仪器图像的精确分割，而对光线暗淡或摄像机过度曝光时太暗或太亮的仪器图像，由于仪器图像中背景区域和指针表盘区域的灰度差小，传统的最大类间方差法无法提取表盘区域，从而导致后续仪表读数无法识别。基于此，本文提出的迭代最大类间方差法实现了
指针式仪表自动读数系统设计 摘要 随着模式识别技术、计算机技术等多种技术的不断完善和发展，机器视觉获得了巨大的进步与发展。目前在许多企业中，存在着大量的仪表，仪表的读数都要靠人来完成，工作量很大而且误差率相对来说比较高，基于这个原因，设计了一个工业生产线在线检测数据数字化处理系统。首先通过摄像头采集仪表图像，通过传输装置以无线的方式把图像传输到电脑上，然后在电脑上通过matlab程序设计，处理图像，读取仪表的数据，然后用labview调用matlab程序，并设计一个显示界面，通过界面可以看到实时的数据与仪表图像以及在一段时间内数据的变化情况。最后通过labview访问access数据库，将读取的数据传入数据库中，便于被调用，最终实现检测数据的数字化处理。 关键词：机器视觉图像处理 Matlab Labview
Online testing data of industrial production line digital processing system design Abstract With the development of computer technology and pattern recognition technology,machine vision technology makes a great progress and develop- ment.At present,there are a lot of instrument in many enterprises.in- strument reading work need people to complete.So there are a lot of work to do and efficiency is very low,as the same time,error rate is quite high.For this reason,there design a online testing data of industrial production line digital processing system.First of all,there need to take Picture by camera.next,t hrough transmission device in wireless way to transmit the image to a computer.Then by matlab programming on the compu- ter,d ata processing images, read the meter.And then call matlab by labview and design a display interface.Through the interface can see the real-time data.At last,through labview access access database,and take the data into database.Finally,realize the testing data of the digital processing. Keywords：Machine vision image processing Matlab Labview
模拟指针式仪表读数
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 1
摘要 目前，在大型工矿企业、电力部门中，模拟指针式仪表因其简单可靠、价格低廉等仍在大量使用数量巨大的各种指针式仪表的定期维护、检测等一直都是靠人力来完成的，长时间的人工读表不仅容易造成视觉疲劳、视觉受损，工作人员与仪表表盘的距离和角度等都容易造成读数误差，而且不利于大量信息的及时采集和统一管理。自20世纪80年代以来，随着数字图像处理技术的迅猛发展，发展了自动识别指针式模拟表盘的显示值的方法，应用于工业与生活中，大大提高了效率与准确率真。数字图像处理技术在工业生产的应用中就显得尤为重要，越来越受到人们的重视。 本次报告主要内容安排： 第一、简单介绍了数字图像处理的一些基本概念，包括它的发展、特点、应用领域、今后的发展方向。 第二、介绍了在课题设计的准备阶段，了解到的关于数字图像处理在缺陷检测中的一般步骤及算法。按照一般检测流程，讲述了图像采集系统，包括硬件设备和图像数字化的基本原理；在图像的预处理中，介绍了灰度变换、二值化及图像细化等基本方法。 第三、针对本次专业综合训练课题，着重讨论了直线的提取方法—Hough变换的基本原理。 第四、简述了图形用户界面(Graphical User Interface)GUI，在Matlab程序开发中的作用，并设计了一个简单的GUI界面，输出处理后的图像。 关键字：指针式模拟表盘识别数字图像处理matlab 1
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1图像处理概述 (3) 1.1.1 图像处理技术的分类 (3) 1.1.3 数字图像处理的主要内容 (4) 1.1.2 图像处理的主要方法 (4) 1.1.4 数字图像处理的特点 (4) 第二章指针式模拟表盘自动读数算法 (5) 2.1基本原理——H OUGH变换原理 (5) 2.2识别步骤 (6) 2.2.1 图像获取 (6) 2.2.2 数字图像预处理 (7) 2.2.3 特征提取 (9) 第三章指针式模拟表盘自动读数实现 (10) 3.1设计要求 (10) 3.2具体实现步骤 (10) 3.3 简单GUI界面输出 (13) 第四章心得体会 (17) 附录 (18) 参考文献 (21) 1
摘要 目前，在大型工矿企业、电力部门中，模拟指针式仪表因其简单可靠、价格低廉等仍在大量使用数量巨大的各种指针式仪表的定期维护、检测等一直都是靠人力来完成的，长时间的人工读表不仅容易造成视觉疲劳、视觉受损，工作人员与仪表表盘的距离和角度等都容易造成读数误差，而且不利于大量信息的及时采集和统一管理。自20世纪80年代以来，随着数字图像处理技术的迅猛发展，发展了自动识别指针式模拟表盘的显示值的方法，应用于工业与生活中，大大提高了效率与准确率真。数字图像处理技术在工业生产的应用中就显得尤为重要，越来越受到人们的重视。 本次报告主要内容安排： 第一、简单介绍了数字图像处理的一些基本概念，包括它的发展、特点、应用领域、今后的发展方向。 第二、介绍了在课题设计的准备阶段，了解到的关于数字图像处理在缺陷检测中的一般步骤及算法。按照一般检测流程，讲述了图像采集系统，包括硬件设备和图像数字化的基本原理；在图像的预处理中，介绍了灰度变换、二值化及图像细化等基本方法。 第三、针对本次专业综合训练课题，着重讨论了直线的提取方法—Hough变换的基本原理。 第四、简述了图形用户界面(Graphical User Interface)GUI，在Matlab程序开发中的作用，并设计了一个简单的GUI界面，输出处理后的图像。 关键字：指针式模拟表盘识别数字图像处理matlab
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1图像处理概述 (3) 1.1.1 图像处理技术的分类 (3) 1.1.3 数字图像处理的主要内容 (4) 1.1.2 图像处理的主要方法 (4) 1.1.4 数字图像处理的特点 (4) 第二章指针式模拟表盘自动读数算法 (5) 2.1基本原理——H OUGH变换原理 (5) 2.2识别步骤 (6) 2.2.1 图像获取 (6) 2.2.2 数字图像预处理 (7) 2.2.3 特征提取 (9) 第三章指针式模拟表盘自动读数实现 (10) 3.1设计要求 (10) 3.2具体实现步骤 (10) 3.3 简单GUI界面输出 (13) 第四章心得体会 (17) 附录 (18) 参考文献 (21)
指针仪表和数显仪表的差别： 指针仪表： 1、只能测量某一相电参量，仪表本身体积和重量也比较大。 2、仪表结构复杂，如果需要高精度的仪表，采用的张丝结构采用的材质基本上用铍铜合金，成本造价比较高。 3、仪表只是单相仪表之外，同时一块仪表也只能测量一种电参量（所谓的单功能表） 4、仪表属于金属制品，仪表的测量精度受时间和严重老化环境（电气室）影响，慢慢要求达不到 5、仪表不具备工业自动化和无人值守综合自动化的功能，不具备通讯和工业自动化的发展方向 6、随着科技的发展，智能化、网络化，高精度，多功能，方便简捷的电子化 产品更加快速的运用到工作和生活中。 数显仪表： 1、具有单相表和三相表，三相电参量测量过程同步，显示同步，更方便用户对现场的系统的安全和指导。 2、电度计量不需要人为去计算和核准，所有测量的电参量数值全部属于一次数值，和现场的实际比较很直观。 3、仪表精度高，重量轻巧，安装简便，售后服务方便。仪表的采样和显示反应速率快，测量数据不断更新（300mS数据更新一次） 4、仪表具有通讯接口（与电脑通讯、以太网通讯）实现遥信、遥控、遥测、遥脉、遥调等通讯功能，实现智能化、自动化、简捷等有效的作用。 5、仪表具有电能脉冲、开关量输入和输出（实现报警、遥控、遥信、控制）等功能、具有电参量的模拟变送功能，实现电参量信号的线性转化和数据远传等功能 6、具有多功能仪表，仪表不仅仅是三相，而且是多功能，同时可以测量多种电参量。一块仪表实现全部电参量的显示测量。大大减少用户维护和电气设备运行的安全指引，确保安全生产的实施。 7、仪表属于低功耗电子产品，产品的设计寿命为10年，产品出厂设置完善，仪表具有可编程性，在现场用户可以结合现场参数自行修改，仪表方便技术改造移动使用。