專利名稱：一種基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法和設備，屬于先進檢測領域。
背景技術：
在水表生產企業中，檢驗水表是否達到要求精度十分重要，一般水表出廠需經過粗校和出廠校驗二次檢驗，多采用串聯臺人工校表，該校驗方式效率低、誤差大。而水表檔案多用手工帳冊形式，耗費勞カ且易出錯，無法對水表信息進行有效管理。本發明公開了ー種基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法，在快速檢測出廠水表的計量特性的同時自動將水表信息入庫存檔，為水表檢定與管理的有機結合提供了 新方法。
發明內容
為快速檢測水表計量特性及自動存儲水表信息并進行篩選，本發明提供了ー種基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法，涉及參數設定、耐壓測試、水表精度檢測、圖像識別等方法。水表精度檢測過程是，在測試開始和水表的各流量點測試結束后對水表表盤(包含條形碼編號區、示動輪區、指針區、讀數區)進行照相拍照，通過對各測試狀態的指針區和示動輪區域進行圖像識別獲取被測水表所測量的水量，計算后與對應的標準水量比較來檢定被測水表在各測量點的測量誤差，對條形碼編號區域進行識別并連同誤差信息存入數據庫，可實現打印班報表、日報表、月報表等，也可根據水表編號進行查詢。本發明還提供了一套基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測系統，系統組成涉及到エ控機、ー套圖像處理系統、ニ排串聯臺(輪換測試)、三個標準計量筒、九臺照相機(臺數可根據串聯表的實際數量確定)及若干手閥與電磁閥等。基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法主要由以下過程組成參數設定設定各種型號水表的測試內容和測試合格范圍并保存在文件中，測試內容涉及耐壓測試、始動和三個流量點(分界、公稱、最大流量點)。三個玻璃浮子式流量計分別連接分界流量標準計量筒、公稱流量標準計量筒及最大流量標準計量筒，可手動調整各測試流量。各標準計量筒在預設水量位置都裝有探針，當水量達到預設位置時液位繼電器動作從而精確計量流過被測水表的水量。耐壓測試進行水表耐壓強度測試吋，關閉正常測試通路，打開耐壓特性測試通路及一排測試水表通路，增壓至2. OMpa (觸點壓カ表上限報警值)，停止增壓。計算機讀取觸點壓カ表下限報警信號，如在規定的時間內壓カ低于報警下限值則該排水表中有耐壓強度不合格的水表，拍照后利用圖像識別技術確定哪塊水表耐壓不合格(耐壓不合格的特征是表盤進水)。水表精度檢測以LXS-20型水表(精度等級為2. 5%)出廠校驗為例，該型水表流過O. IL水時示動輪轉動I圈,示動輪葉片數為6,在其中一葉片上做上顏色標記。各流量點測試水量分別設定為Hl升、H2升、H3升。在被測水表始動以及三個流量點(分界、公稱、最大流量點)測試結束后分別進行拍照，通過圖像分析獲取各測試狀態的表盤指針讀數(精度為O. I升)與示動輪轉動角度代表數值(精度為O. Ol升)，從而獲得被測水表的水量數值。將每次測試結束后的水量讀數都與前次測試結束后的水量讀數相減獲取差值，差值與對應的標準計量筒中水量比較，確定被測水表在各流量點的測量誤差。圖像識別每ー輪檢測對9個待測水表的6個不同狀態(耐壓、初始、始動、三個流量點)進行拍照，首先通過圖像采集卡把所拍物景轉換為適合計算機處理的表達形式，用閾值分割法從物景圖像中分割出讀數區、指針區、示動輪區域和條形碼編號區域，通過像點灰度和閾值的比較求出讀數區顯示數值、表盤指針指向、示動輪轉動角度和條形碼編號，采用圖像識別技術得出讀數區數值，指針指向代表的數值，示動輪轉動角度代表的數值以及條形碼編號。
水表計量特性數據管理將各水表的條形碼編號進行讀取連同與之對應的誤差信息存入數據庫。可實現打印班報表、日報表、月報表等，也可根據水表編號進行查詢。
圖I基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測系統的組成原理圖。圖2水表表盤結構圖。圖3基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測流程圖。圖I中編號I是圖像采集、2是開關量輸入與輸出、3是高壓泵、1-1至1-9是被測水表、2-1至2-9是待測水表、C1-C9是照相機、Fl-FlO是手閥、L1-L4是玻璃浮子式流量計、D1-D7是電磁閥、T1-T3是標準計量筒。其中手閥Fl和F2用于切換正常測試和耐壓特性測試，手閥F3、F4和F5、F6用于切換ニ排測試水表。圖2中編號I為示動輪；編號2-4為水量指針，指示単位分別為O. OOOlm3,0. 001m3、
O.Olm3 ;編號5為讀數區，單位為m3，五位數，最低位單位為O. Im3 ;編號6為條形碼編號區。
具體實施例方式下面結合附圖I、附圖2對本發明的具體實施方式
做進ー步說明。(I)準備工作。打開手閥FI、F3、F4，分別手動打開電磁閥DI-D4，調節手閥F7-FIO，使玻璃浮子式流量計L1-L4顯示值為始動、分界、公稱、最大流量，然后關閉電磁閥。(2)裝表。將1-1至1-9被測水表串聯夾裝在一排檢測臺上，可同時對9個水表進行測試。(3)進行水表耐壓強度測試。打開手閥F2、F3、F4，關閉手閥F1，增壓至2. OMpa(觸點壓カ表上限報警值)，停止增壓。計算機讀取觸點壓カ表下限報警信號，如在規定的時間內壓カ低于報警下限值則該排水表中有耐壓強度不合格的水表，拍照后通過圖像處理技術判定是否有水進入表盤，若有則表明該水表耐壓不合格(需更換此水表，重測耐壓)。水表耐壓達標后采用圖像分析技術讀取每個水表上的條形碼編號并建立對應水表信息表。(4)進行始動測試。關閉手閥F2，打開手閥F1，對被測水表照相，該圖像定為初始狀態。計算機先打開排水電磁閥D5-D7，排空標準計量筒T1-T3內的水，延時后關閉。打開電磁閥D1，過30秒再關閉，對始動后狀態(有微量水流過后)進行拍照操作，確定水表能否正常工作(比較兩張圖像是否有區別)，如果水表可以正常工作，則通過示動輪、指針區、讀數區信息獲取始動后的水量值LI，如果兩圖沒有區別則水表的始動不合格。(5)進行水表精度測試。打開電磁閥D2，計量筒Tl中的水量達到預設位置(水量為Hl)時液位繼電器動作，關閉電磁閥D2，照相機C1-C9分別對水表1-1至1_9拍照，獲取
被測水表的水量讀數L2，則水表的分界流量精度為(し^~ ^ X100% ;打開電磁閥D3，
計量筒T2中的水量達到預設位置(水量為H2)時液位繼電器動作，關閉電磁閥D3，照相機C1-C9分別對水表1-1至1-9拍照，獲取被測水表的水量讀數L3，則水表的公稱流量精度為
;打開電磁閥D4，計量筒T3中水量達預設位置(水量為H3)時液位 繼電器動作，關閉電磁閥D4，照相機C1-C9分別對水表1-1至1-9拍照，獲取被測水表的水
量讀數L4，則水表的最大流量精度為ひ4 —ま—。(6)測試結果存入數據庫。(7)換表。一排水表正在測試時可對另ー排已測水表進行卸裝并夾裝新水表，待一排水表測試完畢即可對另ー排水表進行測試，重復上述操作。檢測流程參見圖3。本發明公開了ー種基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法，通過對照片中的示動輪區域進行比較，使得讀數精度由O. I升提高到O. 01升，從而能夠更為精準地對被測水表進行校驗。通過對條形碼編號進行自動數據采集，提高了水表檢測的自動化管理程度。以上是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法，其特征是，在檢測水表計量特性的過程中進行拍照，通過圖像識別技術獲取被測水表的水量數值，計算后與對應的標準水量比較來檢定被測水表在各流量點的測量誤差，確定水表是否滿足精度要求。
2.根據權利要求I所述的基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法，其特征是，在檢測過程中分別在測試開始和各流量點測試結束后對水表表盤(包含條形碼編號區、示動輪區、指針區、讀數區)進行拍照，通過對示動輪區、指針區的圖像識別獲取被測水表的水量數值，精度達O. Ol升。
3.根據權利要求I所述的基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法，其特征是，根據識別的水表條形碼編號，自動建立水表計量特性的數據庫。
全文摘要
本發明公開了一種基于圖像識別的水表計量特性的自動檢測方法，屬于先進檢測領域，適用于自動檢測水表計量特性并同步記錄水表信息入數據庫。涉及參數設定、耐壓測試、水表精度檢測、圖像識別、數據管理等技術。本方法在水表信息采集過程中，在水表的各流量點測試結束后對水表表盤(包含條形碼編號區、示動輪區、指針區、讀數區)進行拍照，通過對條形碼的圖像識別自動獲取水表編號存入計算機并建立對應信息表，通過對各測試狀態的指針區與示動輪區進行圖像識別獲取被測水表的水量數值，計算后與對應的標準水量數值比較來檢定被測水表在各流量點的測量誤差，誤差信息存入對應信息表。本方法提高了水表計量特性檢測的自動化程度，檢測速度快且精度高，提高了水表的生產與質量管理的水平。
文檔編號G01F25/00GK102680060SQ20121017875
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月1日 優先權日2012年6月1日
發明者張相勝, 潘豐, 王蕾 申請人:江南大學