本申请涉及设备巡检技术领域，尤其涉及一种指针式仪表的读数方法、设备和存储介质。
背景技术：
在电力系统各类高压变电站、开关站和通信机房中存在大量仪表，利用巡检设备(包括机器人无人机)对仪表进行巡检可提高检测效率和可靠性，因此根据巡检设备进行仪表巡检成为近年的研究热点。
仪表的种类多种多样，其中对于指针式仪表的巡检存在以下难点：在实际环境中，机器人采集的仪表图像常因光照不佳或成像模糊，导致指针难以准确识别，进而使得错误读数甚至难以读数。
技术实现要素：
本申请提供了一种指针式仪表的读数方法、设备和存储介质，解决了现有对于指针式仪表巡检读数时，错误读数甚至难以读数的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种指针式仪表的读数方法，包括：
在指针式仪表的标准图像内，沿所述指针式仪表的仪表刻度构建预置图形，得到第一图像；
将所述第一图像中的所述预置图形投射至所述指针式仪表的待读数图像内；
将所述待读数图像内的所述预置图形进行分区，并根据各分区的灰度值确定所述待读数图像中的指针位置；
根据所述指针位置对所述待读数图像进行读数。
可选地，根据各分区的灰度值确定所述待读数图像中的指针位置，具体包括：
统计各分区的灰度总和；
将灰度总和最大的分区作为所述待读数图像中的指针位置。
可选地，根据各分区的灰度值确定所述待读数图像中的指针位置，具体包括：
统计各分区的灰度平均值；
将灰度平均值最大的分区作为所述待读数图像中的指针位置。
可选地，将所述待读数图像内的所述预置图形进行分区，具体包括：
根据预置间距，对所述待读数图像内的所述预置图形沿宽度方向进行等间距分区。
可选地，所述预置间距为所述指针式仪表中的指针宽度。
可选地，所述预置图形为：以所述指针式仪表的指针回转中心为环心，且位于所述指针回转中心和所述仪表刻度之间的扇形环。
可选地，将所述第一图像中的所述预置图形投射至所述指针式仪表的待读数图像内，具体包括：
获取所述第一图像的第一特征和所述指针式仪表的待读数图像的第二特征；
当所述第一特征和所述第二特征匹配成功后，根据所述第一图像和所述待读数图像之间的单应矩阵，将所述第一图像中的所述预置图形投射至所述指针式仪表的待读数图像内。
可选地，根据所述指针位置对所述待读数图像进行读数，具体包括：
获取所述指针位置对应的分区序号；
计算所述分区序号和分区总数之间的比值；
将所述比值和所述指针式仪表的量程相乘，得到所述待读数图像的示数。
本申请第二方面提供了一种指针式仪表的读数设备，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的指针式仪表的读数方法。
本申请第三方面提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的指针式仪表的读数方法。
从以上技术方法可以看出，本申请具有以下优点：
本申请中指针式仪表的读数方法，包括：在指针式仪表的标准图像内，沿所述指针式仪表的仪表刻度构建预置图形，得到第一图像；将所述第一图像中的所述预置图形投射至所述指针式仪表的待读数图像内；将所述待读数图像内的所述预置图形进行分区，并根据各分区的灰度值确定所述待读数图像中的指针位置；根据所述指针位置对所述待读数图像进行读数，本实施例中，在标准图像中构建预置图形，相当于构建了一个“标准刻度”，在不同的待读数图像中，无论待读数图像的成像是否清晰，直接将该“标准刻度”进行投射，便可知晓待读数图像的刻度，然后通过在待读数图像中的该预置图形进行指针位置的确定并进行待读数图像的读数，从而解决了现有对于指针式仪表巡检读数时，错误读数甚至难以读数的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方法，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例中一种指针式仪表的读数方法的实施例一的流程示意图；
图2为本申请实施例中一种指针式仪表的读数方法的实施例二的流程示意图；
图3为本申请实施例中预置图形的结构示意图；
图4为预置图形和标准图像的位置关系示意图；
图5为本申请实施例对图3的预置图形的分区示意图；
图6为本申请实施例中指针位置和预置图形的位置关系示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种指针式仪表的读数方法、设备和存储介质，解决了现有对于指针式仪表巡检读数时，错误读数甚至难以读数的技术问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方法，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方法进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以便于理解，请参阅图1，图1为本申请实施例中一种指针式仪表的读数方法的实施例一的流程示意图。
本实施例中的一种指针式仪表的读数方法，包括：
步骤101、在指针式仪表的标准图像内，沿指针式仪表的仪表刻度构建预置图形，得到第一图像。
本实施例中的标准图像为指针式仪表正面采集、放大倍率为预置倍数且文件内存大于预置内存阈值的图像。其中，正面采集确保采集到的是指针式仪表的表盘正面，放大倍率为预置倍数时，该方法不仅适用于具备大变倍调焦功能的镜头，也适用于不具备大变倍调焦功能的镜头，文件内存大于预置内存阈值确保图像成像清晰，这样可以清晰的识别图像中的仪表刻度，以进行预置图形的构建。
沿指针式仪表的仪表刻度构建预置图形，即根据仪表刻度的形状构建预置图形。
在构建预置图形的过程中，要确保构建的预置图形的灰度值满足预设条件，具体判断方法为：
计算预置图形对应的图像区域的灰度值；
绘制灰度值沿着预置图形长度方向的灰度值曲线；
判断灰度值曲线是否满足预设条件，如果满足则构建成功，如果不满足则重新构建预置图形。
一般预置图形是构建在指针式仪表的空白区域的，为了减少后续读数时的干扰，该预置图形之间的点应该均为空白区域内的点，即上述的预设条件可以为判断灰度值曲线的最大值是否小于预设灰度阈值。当然也可以设置为其他例如平均值等判断的方式，本领域技术人员可以根据需要选择，在此不再一一赘述。
步骤102、将第一图像中的预置图形投射至指针式仪表的待读数图像内。
第一图像中构建有能够反映标准图像中仪表刻度的预置图形，故将第一图像中的预置图形投射至待读数图像内，即相当于将标准图像中的仪表刻度投射至了待读数图像内，即确定了待读数图像内用于读数的仪表刻度。
步骤103、将待读数图像内的预置图形进行分区，并根据各分区的灰度值确定待读数图像中的指针位置。
将预置图形投射至待读数图像内后，将待读数图像内的预置图形进行分区，并根据各分区的灰度值确定待读数图像中的指针位置。
步骤104、根据指针位置对待读数图像进行读数。
确定了待读数图像中的指针位置和用于读数的仪表刻度后，便可根据指针位置对待读数图像进行读数。
本实施例中，在指针式仪表的标准图像内，沿指针式仪表的仪表刻度构建预置图形，得到第一图像；将第一图像中的预置图形投射至指针式仪表的待读数图像内；将待读数图像内的预置图形进行分区，并根据各分区的灰度值确定待读数图像中的指针位置；根据指针位置对待读数图像进行读数，本实施例中，在标准图像中构建预置图形，相当于构建了一个“标准刻度”，在不同的待读数图像中，无论待读数图像的成像是否清晰，直接将该“标准刻度”进行投射，便可知晓待读数图像的刻度，然后通过在待读数图像中的该预置图形进行指针位置的确定并进行待读数图像的读数，从而解决了现有对于指针式仪表巡检读数时，错误读数甚至难以读数的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种指针式仪表的读数方法的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种指针式仪表的读数方法的实施例二。
请参阅图2，图2为本申请实施例中一种指针式仪表的读数方法的实施例二的流程示意图。
本实施例中的一种指针式仪表的读数方法，包括：
步骤201、在指针式仪表的标准图像内，沿指针式仪表的仪表刻度构建预置图形，得到第一图像。
如图3所示，本实施例中的预置图形为：以指针式仪表的指针回转中心为环心，且位于指针回转中心和仪表刻度之间的扇形环。如图4所示，为预置图形和标准图像的位置关系示意图。
可以理解的是，扇形环的环宽不宜过大，要确保扇形环位于标准图形中且位于指针回转中心和仪表刻度之间。其中，扇形环位于指针回转中心和仪表刻度之间，是要确保指针式仪表中的指针能够穿过该扇形环。一般来说，通过仪表刻度读数时，为了能够准确读数，指针长度是大于仪表刻度线对应半径的，即指针穿过仪表刻度线，因此在通过扇形环读数时，也要确保指针能够穿过扇形环。
步骤202、获取第一图像的第一特征和指针式仪表的待读数图像的第二特征。
对平坦且一定纹理的第一图像可获得丰富的特征点并具备良好的匹配性和辨识性，同时对视角变化和照明变化具有很好的适应性，适合建立指针式仪表的特征模板。
可以理解的是，第一特征、第二特征可以包括以下至少之一：sift特征、surf特征、orb特征，具体的特征提取方式，本领域技术人员可以根据需要进行选择，在此不再赘述。
步骤203、当第一特征和第二特征匹配成功后，根据第一图像和待读数图像之间的单应矩阵，将第一图像中的预置图形投射至指针式仪表的待读数图像内。
当第一特征和第二特征匹配成功，则说明第一图像和待读数图像为同一个指针式仪表的图像，则根据第一图像和待读数图像之间的单应矩阵，将第一图像中的预置图形投射至指针式仪表的待读数图像内。
具体地，单应矩阵的计算和计算到单应矩阵后预置图形的投射都是基于单应矩阵实现的，单应矩阵的相关计算本领域技术人员可以自行设置计算方式和算法，在此不做限定和赘述。
步骤204、根据预置间距，对待读数图像内的预置图形沿宽度方向进行等间距分区。
可以理解的是，预置间距为指针式仪表中的指针宽度。这样预置图形就按照指针宽度分为了若干指针大小的分区，如图5所示为对图3的预置图形的分区示意图。
需要说明的是，分区的预置间距也可以设置为其他的数据，例如在预置图形中，沿长度方向上像素点进行分区，比如一个像素点为一个分区，也可以设置两个像素点为一个分区。具体设置，本领域技术人员可以根据需要进行选择。
步骤205、根据各分区的灰度值确定待读数图像中的指针位置。
在一种具体的实施方式中，上述的灰度值为分区内的灰度总和(灰度总和是分区内各像素点的灰度值的总和)，则根据各分区的灰度值确定待读数图像中的指针位置，具体包括：
统计各分区的灰度总和；
将灰度总和最大的分区作为待读数图像中的指针位置。
在另一种具体的实施方式中，上述的灰度值为分区内的灰度平均值(灰度平均值是分区内各像素点的灰度值的平均值)，则根据各分区的灰度值确定待读数图像中的指针位置，具体包括：
统计各分区的灰度平均值；
将灰度平均值最大的分区作为待读数图像中的指针位置。
可以理解的是，指针位置对应的分区可以是灰度值总和最大的分区，也可以是灰度值的平均值最大的分区。
由于预置图形是位于待读数图像中的空白位置的，且分区是均分后得到的，所以各分区的灰度值应该都是比较小的，总和/平均值都是比较小的，若一个区域中的灰度值比较大，即总和/平均值较大，说明指针位于该分区内(或是位于该分区内的部分较多，也认为指针位于该分区内)，则将该分区作为指针位置，如图6所示为指针位置和预置图形的位置关系示意图，其中指针位置为黑色填充的分区。
步骤206、根据指针位置对待读数图像进行读数。
本实施例中，根据指针位置对待读数图像进行读数，具体包括：
获取指针位置对应的分区序号；
计算分区序号和分区总数之间的比值；
将比值和指针式仪表的量程相乘，得到待读数图像的示数。
本实施例中，在指针式仪表的标准图像内，沿指针式仪表的仪表刻度构建预置图形，得到第一图像；将第一图像中的预置图形投射至指针式仪表的待读数图像内；将待读数图像内的预置图形进行分区，并根据各分区的灰度值确定待读数图像中的指针位置；根据指针位置对待读数图像进行读数，本实施例中，在标准图像中构建预置图形，相当于构建了一个“标准刻度”，在不同的待读数图像中，无论待读数图像的成像是否清晰，直接将该“标准刻度”进行投射，便可知晓待读数图像的刻度，然后通过在待读数图像中的该预置图形进行指针位置的确定并进行待读数图像的读数，从而解决了现有对于指针式仪表巡检读数时，错误读数甚至难以读数的技术问题。
本申请实施例还提供了一种指针式仪表的读数设备的实施例，本实施例中的检测设备包括处理器以及存储器；存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；处理器用于根据程序代码中的指令执行前述实施例中的指针式仪表的读数方法。
本申请实施例还提供了一种存储介质的实施例，本实施例中存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行前述实施例中的指针式仪表的读数方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-onlymemory，英文缩写：rom)、随机存取存储器(英文全称：randomaccessmemory，英文缩写：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种指针式仪表的读数方法，其特征在于，包括：
在指针式仪表的标准图像内，沿所述指针式仪表的仪表刻度构建预置图形，得到第一图像；
将所述第一图像中的所述预置图形投射至所述指针式仪表的待读数图像内；
将所述待读数图像内的所述预置图形进行分区，并根据各分区的灰度值确定所述待读数图像中的指针位置；
根据所述指针位置对所述待读数图像进行读数。
2.根据权利要求1所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，根据各分区的灰度值确定所述待读数图像中的指针位置，具体包括：
统计各分区的灰度总和；
将灰度总和最大的分区作为所述待读数图像中的指针位置。
3.根据权利要求1所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，根据各分区的灰度值确定所述待读数图像中的指针位置，具体包括：
统计各分区的灰度平均值；
将灰度平均值最大的分区作为所述待读数图像中的指针位置。
4.根据权利要求1所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，将所述待读数图像内的所述预置图形进行分区，具体包括：
根据预置间距，对所述待读数图像内的所述预置图形沿宽度方向进行等间距分区。
5.根据权利要求4所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，所述预置间距为所述指针式仪表中的指针宽度。
6.根据权利要求1所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，所述预置图形为：以所述指针式仪表的指针回转中心为环心，且位于所述指针回转中心和所述仪表刻度之间的扇形环。
7.根据权利要求1所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，将所述第一图像中的所述预置图形投射至所述指针式仪表的待读数图像内，具体包括：
获取所述第一图像的第一特征和所述指针式仪表的待读数图像的第二特征；
当所述第一特征和所述第二特征匹配成功后，根据所述第一图像和所述待读数图像之间的单应矩阵，将所述第一图像中的所述预置图形投射至所述指针式仪表的待读数图像内。
8.根据权利要求1所述的指针式仪表的读数方法，其特征在于，根据所述指针位置对所述待读数图像进行读数，具体包括：
获取所述指针位置对应的分区序号；
计算所述分区序号和分区总数之间的比值；
将所述比值和所述指针式仪表的量程相乘，得到所述待读数图像的示数。
9.一种指针式仪表的读数设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1至8中任一项所述的指针式仪表的读数方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1至8中任一项所述的指针式仪表的读数方法。
技术总结