浙江省计量科学研究院方之愉获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江省计量科学研究院申请的专利一种基于数字图像的水表检定系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115540978B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211302782.5,技术领域涉及:G01F25/10;该发明授权一种基于数字图像的水表检定系统是由方之愉;张宁宁;吴晓杰;陈果夫;方艳;耿雪梅设计研发完成,并于2022-10-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于数字图像的水表检定系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于数字图像的水表检定系统,包括:水表检定安装台模块、恒定水流供应模块、数字图像识别模块和计算机数据采集处理模块。水表检定安装台模块负责对各种口径和规格的水表进行串联安装。恒定水流供应模块是整体系统的供水来源,通过机械结构与水表检定安装台固定连接。数字图像识别模块通过摄像头放置于在水表检定安装台上端采集数字图像,并获取水表的实时识读数据。计算机数据采集处理模块通过数字图像识别模块的接口获取输出数据,并获得水表检定的误差和重复性结果,生成电子化的检定原始记录。本发明实现水表检定的智能化,并且检定的试验数据根据精准可靠,具有较强的数据集成和处理功能。
本发明授权一种基于数字图像的水表检定系统在权利要求书中公布了:1.一种基于数字图像的水表检定系统,其特征在于包括:水表检定安装台模块、恒定水流供应模块、数字图像识别模块和计算机数据采集处理模块; 所述水表检定安装台模块负责对三台各种口径和规格的水表进行串联安装;所述恒定水流供应模块是整体系统的供水来源,并通过机械结构与水表检定安装台固定模块连接;所述数字图像识别模块通过摄像头放置于在水表检定安装台模块上端采集数字图像,并调用数字图像处理算法对采集的数字图像进行处理,获取水表的实时识读数据;所述计算机数据采集处理模块通过数字图像识别模块的算法接口获取输出数据,并将相应数据进行计算,获得水表检定的误差和重复性结果,生成电子化的检定原始记录; 所述水表检定安装台模块,通过一台机械伸缩传动夹表结构,控制各水表之间的安装距离,保证进行测试的水表无缝衔接,完成对三台不同规格和口径的水表通过不同口径水管的串联; 所述的恒定水流供应模块包括水泵、稳压罐、流量开关阀、流量调节阀和指示流量计;水泵将循环水从地下水池中抽取至稳压罐中,进行稳压调节;然后打开流量开关阀,将稳压的循环水输入水表检定安装台模块,通过密封连接的机械水表,流入流量调节阀进行循环水的流速调节;循环水流速通过指示流量计获取;稳定压力和固定流速的循环水通过机械连接管道进入标准器,完成恒定水流的一次循环; 所述数字图像识别模块包括摄像头、数据传输链路和数字图像封装器;数字图像识别模块通过摄像头对机械水表的表盘进行数字图像捕获,数字图像通过数据传输链路传输至工控机内,再通过内嵌于工控机中的数字图像封装器,对机械水表表盘特征进行提取,获取实时的水表累积数据; 所述的计算机数据采集处理模块包括安装在标准器中的压力传感器、安装在指示流量器上的温度传感器、数据库、实验数据处理器和报表模板,温度传感器和压力传感器与实验数据处理器通过通讯线路连接,对各种试验过程中的压力和介质温度进行收集、整理以及运算;首先计算机数据采集处理模块通过对温度以及压力传感器数据进行转化,获取试验过程中收集的循环水质量数据;其次获取数字图像识别模块通过算法接口输出的机械水表累积值数据;最后二者输入实验数据处理器中,生成Word版本的水表检定原始记录; 所述的计算机数据采集处理模块,通过获得试验过程中前后两次的水表表盘实时机械读数,代入容积算法公式进行计算获取试验时间内的水表实际流量累积量,再通过标准器在相同试验时间内的容积累积量即标准值进行比较,代入误差公式计算此次试验的水表示值误差;通过在不同检测流量点下的多次重复试验,获得水表检定完整的实验数据,形成水表检定原始记录,完成水表检定,打印水表检定原始记录; 所述的数字图像封装模块包含了独立编写的数字图像算法,通过对水表表盘指针字轮组合式的计数机构进行智能识读;所述的数字图像算法通过识别四位红色指针指向的读数与五位字轮显示的读数,对二者进行累加,完成水表读数的智能识别; 所述识别四位红色指针指向,具体过程为: 首先,建立归一化的数字图像算子,通过数字图像算子之间的线性关系判断红色指针所在的颜色区域,并通过RGB颜色空间直接抓取红色指针所在的像素点坐标并进行人工赋值,完成四位指针与水表表盘的图像分割; 其次,进行灰度转换与自适应二值化图像预处理,对经过预处理的图像进行横向和纵向扫描,识别到与背景数值异常的像素点即标记其二维坐标,然后停止,在下一列或下一行中继续寻找; 将标记的坐标相素点在另一幅图像中进行复现,获取二值图像的边界及坐标数据;对获取的边界坐标进行连通域分析,将互相粘连构成闭环区间的坐标进行归类,四个指针共计归为四类; 对单独一类的指针坐标获取最小的x轴坐标点x1,获取最小的y轴坐标点y1,获取最大的x轴坐标点x2,获取最大的y轴坐标点y2,则指针中心点坐标即为F_centerx1+x22,y1+y22,然后计算指针各边缘点与中心点的距离,取极大值,获得边缘点坐标:F_edgex,y,连接中心点与边缘点即为指针指向; 最后,通过指针指向与垂直方向的夹角确定指针指向的数字区域,然后建立角度与数字的真值表进行匹配,并根据指针所在的流量单位进行乘积运算获得指针累积值A; 对所述五位字轮的读数,具体过程为: 通过霍夫变换识别表盘中的矩形框,获取矩形框的坐标完成字轮所在图像区域的定位; 识别字轮的读数首先将五位字轮所在图像区域进行灰度处理与自适应二值化处理,然后对像素点进行连通域检测,将互相独立的数字区域进行挨个裁剪获取单独的五个数字,再将数字按照坐标的左右排序,挨个与事先准备好的通用的数字模板进行匹配,完成识读,获取五位字轮直接显示累积量B。
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