(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210241888.2 (22)申请日 2022.03.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114612648 A (43)申请公布日 2022.06.10 (73)专利权人 广州计量检测技 术研究院 地址 510663 广东省广州市黄埔区科 学城 尖塔山路19号 (72)发明人 黄坚　黄锋　 (74)专利代理 机构 北京天奇智新知识产权代理 有限公司 1 1340 专利代理师 陈新胜 (51)Int.Cl. G06V 10/22(2022.01) G06V 10/44(2022.01)G06T 5/30(2006.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/136(2017.01) 审查员 徐葛森 (54)发明名称 一种基于可信AI的指针式压力表示值读取 方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于可信AI的指针式压 力表值读取方法及装置， 包括： 使用 深度学习目 标检测模型， 识别图像上的压力表， 并获得压力 表在图像上的位置， 裁剪出压力表图像Imeter； 通 过深度学习分割模型， 识别出压力表图像上的指 针、 刻度盘区域； 在刻度盘区域内， 采用机器视觉 分割算法提取精确刻度， 对精确刻度进行缩格补 偿， 建立极坐标系Ometer， 获得刻度盘压力值Pn与 θn的对应关系； 在指针区域内， 采用机器视觉分 割算法， 提取精确指针区域， 获得指针角度为 θpin， 变换得到压力示值Ppin。 本方法结合深度学 习目标检测模型、 深度学习分割模型及机器视 觉， 可准确识别出对于 “缩格”零位压力表的示 值； 具有较好适应性， 可识别不同规格型号、 不同 量程、 准确度等级的压力表， 智能读取示 值。 权利要求书2页 说明书3页 附图1页 CN 114612648 B 2022.09.23 CN 114612648 B 1.一种基于可信AI的指针式压力表值读取 方法， 其特 征在于， 包括： A使用深度学习目标检测模型， 识别图像上的压力表， 并获得压力表在图像上的位置， 裁剪出压力表图像Imeter； B通过深度学习分割模型， 识别出压力表图像上的指针、 刻度盘区域； C在刻度盘区域内， 采用机器视觉分割算法提取精确刻度， 对精确刻度进行缩格补偿， 建立极坐标系Ometer， 获得刻度盘压力值Pn与 θn的对应关系； D在指针区域内， 采用机器视觉分割算法， 提取精确指针区域， 获得指针角度为θpin， 变 换得到压力示值Ppin； 所述C中对精确刻度进行缩格补偿， 建立极坐标系Ometer， 得到获得刻度盘压力值Pn与刻 度盘角度 θn的对应关系， 具体包括： 设压力表理论测量范围为0～Pe， 对于带止销压力表， 存在 “缩格”使压力表实际测量范 围为Ps～Pe， Ps>0Pa， 在示值读取 时， 需要估计测量下限 以压力表中心为原点、 沿径向建 立极坐标系， 则刻度线起点、 终点对应角度分别为θs、 θe； 刻度盘角度为θn， 刻度盘压力示值 Pn为： 实际测量下限 通过示值非0的刻度线 进行估计， 设该刻度线示 值Pn、 角度 θn， 则 为： 所述计算Pn的公式和计算 的公式就是考虑缩格的压力表读数 方法； 所述步骤D中， 获得指针角度为θpin， 变换得到压力示值Ppin， 具体为： 其中， θs为刻度线起点对应角度、 θe为刻度线终点对应角度、 Pe为压力表测量上限、 为 压力表测量下限、 θpin为指针角度。 2.如权利要求1所述的基于可信AI的指针式压力表值读取方法， 其特征在于， 所述A中 识别图像上压力表的深度学习目标检测模型， 其中目标检测模型为R ‑CNN、 faster  R‑CNN二 阶段式目标检测模型或YOLO、 PYOLO单阶段式目标检测模型； 所述压力表图像上位置以左上点(umin,vmin)、 右下点(umax,vmax)边界框表示； 在裁剪压力表图像时， 可对边界框进行外拓， 设外拓水平像素数量σu、 垂直像素数量σv， 即左上点(umin‑σu,vmin‑σv)、 右下点(umax+σu,vmax+σv)。 3.如权利要求1所述的基于可信AI的指针式压力表值读取方法， 其特征在于， 所述B中 识别出压力表图像上指针、 刻度盘区域的深度学习分割模型， 其中， 分割模型为FCN、 DeepLab语义分割模型或Mask  R‑CNN实例分割模型； 经过输出获得指针区域二值图像 Bpin‑DL、 刻度盘区域 二值图像Bscale‑DL。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114612648 B 24.如权利要求1所述的基于可信AI的指针式压力表值读取方法， 其特征在于， 所述C中 在刻度盘区域内， 采用机器视 觉分割算法提取精确刻度， 具体为： 1)对刻度盘区域二值图像Bscale‑DL进行形态学的膨胀运算， 获得较完整指针的刻度盘区 域Bscale‑DL2； 2)对压力表图像Imeter进行全局阈值分割、 局部阈值分割， 包含刻度盘、 指针及其他干扰 的二值图BMV； 3)以Bscale‑DL2、 BMV相交获得精确刻度Bscale： 式中， 表示形态学膨胀运 算， Sscale‑DL为结构元 素。 5.如权利要求1所述的基于可信AI的指针式压力表值读取方法， 其特征在于， 所述步骤 D中， 在指针区域内， 采用机器视 觉分割算法， 提取精确指针区域， 具体为： 1)对指针区域 二值图像Bpin‑DL进行形态学闭运 算， 获得较完整指针的指针区域Bpin‑DL2； 2)对压力表图像Imeter进行全局阈值分割、 局部阈值分割， 包含刻度盘、 指针及其他干扰 的二值图BMV； 3)以Bpin‑DL2、 BMV相交获得精确刻度Bpin。 6.一种如权利要求1 ‑5任一项所述的基于可信AI的指针 式压力表值读取方法使用的装 置， 其特征在于， 包括相机、 面 光源、 相机光源支 架和上位机； 所述相机为摄 像头或工业相机加工业镜 头， 并与上位即连接通信； 所述面光源安装于相机光源支 架上。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114612648 B 3