專利名稱：溫度計自動讀數(shù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度計圖像采集裝置，利用計算機圖像識別技術(shù)將從將采集到的溫度計圖像進行自動識別，并進行語音報數(shù)，涉及對溫度計圖片和識別后數(shù)據(jù)的管理。
背景技術(shù)：
目前在對物體溫度的測量中主要使用的有水銀溫度計和數(shù)字式溫度計，水銀溫度計測量溫度是利用熱脹冷縮的原理，該類溫度計使用玻璃管封裝，測溫液體采用汞，測量的精度高。數(shù)字式溫度計總體可以分為兩大類一種是基于紅外線方法的數(shù)字溫度計，另一種是基于熱傳導(dǎo)方式的數(shù)字體溫計。相對于水銀溫度計，數(shù)字式溫度計測量的精度與傳感器的質(zhì)量、使用時間長短、環(huán)境等諸多因素有關(guān)，在測量精度要求較高的場合很難滿足現(xiàn)場要求。水銀溫度計測量溫度較準(zhǔn)確，但一般在測量現(xiàn)場都是通過人眼進行目測，讀數(shù)不方便，不同的人可能讀出不同精度的讀數(shù)。測量的精度被人的參與和在讀數(shù)過程中的主觀性所抵消。另外，在水銀溫度計生產(chǎn)的過程中，通常需要對所生產(chǎn)的溫度計進行校驗。校驗時，需將溫度計放入不同溫度的恒溫槽中，然后通過讀取溫度計上指示的讀數(shù)，對溫度計各尺度進行校驗。而現(xiàn)場溫槽介質(zhì)濺出及油煙都會對檢定人員造成傷害，通過人眼進行讀數(shù)不夠精確。用水銀溫度計測量高溫氣體或液體，也存在同樣的情況。鑒于此，本發(fā)明設(shè)計了一種通過攝像頭采集溫度計圖像，由通信模塊上傳給計算機，利用計算機圖像識別技術(shù)自動識別出當(dāng)前溫度計的讀數(shù)，進行語音報讀數(shù)并對所識別的圖片和對應(yīng)的讀數(shù)進行存檔進行管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述應(yīng)用現(xiàn)場中，人工讀數(shù)方法的缺點，提供了一種安全可靠、自動采集溫度計圖像，上傳到計算機中，對采集到的圖像識別，自動得到溫度計對應(yīng)的讀數(shù)。并對識別后的溫度計圖片和對應(yīng)的讀數(shù)進行管理。
本發(fā)明是一種溫度計自動讀數(shù)系統(tǒng)，由暗盒1，電源部件2，單色線光源3，用于插入溫度計的大小可控的孔4，轉(zhuǎn)動盤5，攝像頭位置調(diào)節(jié)器6，攝像頭7，通信模塊8構(gòu)成，暗盒1的最左端依次放置電源部件2及單色線光源3，在單色線光源3的右邊放插入溫度計的轉(zhuǎn)動盤5，轉(zhuǎn)動盤5上按圓形分布多個插入待測溫度計的小孔4，在轉(zhuǎn)動盤5的右邊安置攝像頭7及攝像頭位置調(diào)節(jié)器6，在攝像頭7的右邊(也是暗盒的最右邊)安裝通信模塊8，暗盒中的電源部件與單色線光源及通信模塊相連，為其供電，溫度計的轉(zhuǎn)動盤5通過轉(zhuǎn)軸與暗盒1的上、下表面連接，待測溫度計由上通過轉(zhuǎn)動盤5上的小孔4垂直向下插入，穿過下表面對應(yīng)的小孔4露出溫度計的水銀球，攝像頭7與攝像頭位置調(diào)節(jié)器6相連，攝像頭7通USB接口與暗盒1上的通信模塊8相連，通信模塊8通過USB線與電腦的USB線相連。。
本發(fā)明的溫度計自動讀數(shù)識別的方法是啟動溫度計圖像的采集控制模塊把從攝像頭獲取的溫度計圖像上傳到計算機中，通過圖像預(yù)處理模塊，實現(xiàn)對采集的圖像進行預(yù)處理，包括彩色圖像灰度化，圖像去噪，圖像增強，為下步識別提供滿足要求的圖像。啟動圖像分析及識別模塊，實現(xiàn)對圖像進行分析計算，確定圖像中溫度計的位置，以此為依據(jù)進一步確定溫度中的水銀柱的精確位置。然后計算水銀柱的截止點，得到水銀柱的長度。提取溫度計上刻度信息，用以計算每個像素所對應(yīng)的溫度值。啟動溫度計讀數(shù)模塊，根據(jù)前面得到的信息計算其讀數(shù)，并進行校驗。啟動溫度計語音報數(shù)模塊，現(xiàn)實將識別出的讀數(shù)以語音的方式表達(dá)出來。啟動溫度計圖像及讀數(shù)管理模塊，將當(dāng)前采集的圖像和與之對應(yīng)的識別出的溫度值保存到數(shù)據(jù)庫中，并保存其它相關(guān)的檢索信息供日后檢索。
本發(fā)明為了減少攝像頭采集溫度計圖像的噪聲，保證獲取的溫度計圖像的質(zhì)量，在暗盒1內(nèi)的成像光源采用的是單色線光源3；給單色線光源3供電的電源為兩種，一種是直接用電池給光源供電，另一種是通過外接交流電供電。當(dāng)外接交流時，自動關(guān)閉電池的供電，并切換到為電池充電狀態(tài)，外接交流電經(jīng)整流電路輸出直流電為光源供電。當(dāng)外接交流電掉電時，系統(tǒng)自動切換到電池供電狀態(tài)。
本發(fā)明可以一次連續(xù)對多支溫度計進行自動識別，為了達(dá)到此目的，本發(fā)明設(shè)計了可以轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動盤5，轉(zhuǎn)動盤5上用于插入溫度計的小孔4有多個，可以同時插入多支溫度計，并能旋轉(zhuǎn)，一次可以依次自動讀取多支溫度計的圖像。且轉(zhuǎn)動盤5可以從暗盒1上整體拆卸和安裝。
本發(fā)明用于插入溫度計的小孔4，可以根據(jù)溫度計的大小，自動調(diào)節(jié)孔徑大小，夾緊溫度計，且保證溫度計與小孔之間的密封，不透光。用于插溫度計的轉(zhuǎn)動盤5可以從暗盒1上整體拆卸和安裝。
本發(fā)明中用于獲取溫度計圖像的攝像頭通過攝像頭位置調(diào)節(jié)器實現(xiàn)前、后、左、右進行位置調(diào)整，通過調(diào)整攝像頭與溫度計之間的距離與位置，以得到清晰的圖像。通過USB接口方式與電腦的USB接口相連實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。
溫度計自動讀數(shù)系統(tǒng)的軟件部分包含以下幾個部分a)通信控制管理模塊A，對系統(tǒng)的初始化，設(shè)定攝像頭7與微機的USB端口之間的通信，確保通信的暢通，使圖像能傳輸?shù)轿C中；使微機中控制命令傳輸?shù)綌z像頭中以現(xiàn)實其控制。
b)溫度計圖像的采集控制模塊B，實現(xiàn)從微機中向攝像頭7下達(dá)圖像采集命令，從攝像頭采集當(dāng)前一幅或多幅溫度計的圖像。
c)圖像預(yù)處理模塊C，實現(xiàn)對采集的圖像進行預(yù)處理，包括彩色圖像灰度化，圖像去噪，圖像增強，為下步識別提供滿足要求的圖像。
d)圖像分析及識別模塊D，完成圖像的特征的提取，對圖像進行分析計算，確定圖像中溫度計的位置，以此為依據(jù)進一步確定溫度中的水銀柱的精確位置。然后計算水銀柱的截止點，得到水銀柱的長度。提取溫度計上刻度信息，用以計算每個像素所對應(yīng)的溫度值。
e)溫度計讀數(shù)的計算、校驗?zāi)KE，根據(jù)前面得到的信息計算當(dāng)前溫度計的讀數(shù)，并進行校驗。
f)溫度計語音報數(shù)模塊F，現(xiàn)實將識別出的讀數(shù)以語音的方式表達(dá)出來。
g)溫度計圖像及讀數(shù)管理模塊G，將當(dāng)前采集的圖像和與之對應(yīng)識別出的溫度值保存到數(shù)據(jù)庫中，并保存其它相關(guān)的檢索信息供日后檢索、分析。


圖1是本發(fā)明的硬件裝置示意圖。
圖2是本發(fā)明的溫度計自動讀數(shù)系統(tǒng)的軟件組成圖。
圖3是本發(fā)明的溫度計自動讀數(shù)系統(tǒng)軟件的流程圖。
圖4是本發(fā)明初始化通信模塊、設(shè)置硬件參數(shù)及啟動攝像設(shè)備的操作界面圖。
圖5是本發(fā)明軟件與硬件建立通信后，啟動攝像頭后獲取的溫度計圖像的界面圖。
圖6是本發(fā)明對當(dāng)前溫度計的溫度進行識別后的界面圖。
圖7是本發(fā)明是當(dāng)前溫度計圖片進行識別后的溫度計圖片與識別的溫度進行存檔的一種界面圖。
圖8是本發(fā)明根據(jù)識別精度的求對系統(tǒng)各軟、硬件參數(shù)設(shè)置入口界面圖。
其中，圖1中的1表示暗盒，2表示電源部件，3表示單色線光源，4表示小孔，5表示轉(zhuǎn)動盤，6表示攝像頭調(diào)節(jié)器，7表示攝像頭，8表示通信控制模塊。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
圖1所示的溫度計自動讀數(shù)系統(tǒng)是由暗盒1，電源部件2，單色線光源3，用于插入溫度計的可控大小的小孔4，帶孔的、用于插入溫度計轉(zhuǎn)動盤5，調(diào)節(jié)溫度計與攝像頭之間距離的攝像頭位置調(diào)節(jié)器6，對溫度計進行圖像采集的攝像頭7，與電腦進行通信的通信控制模塊8構(gòu)成。電源部件2，單色線光源3，攝像頭7，通信控制模塊8內(nèi)置于暗盒內(nèi)1。暗盒1的最左端依次放置電源部件2及單色線光源3，在單色線光源3的右邊放置帶孔的轉(zhuǎn)動盤5，轉(zhuǎn)動盤上按圓形分布多個插入待測溫度計的小孔4，在轉(zhuǎn)動盤5的右邊設(shè)置攝像頭7及攝像頭位置調(diào)節(jié)器6。在攝像頭7的右邊(也是暗盒1的最右邊)安裝通信控制模塊8。暗盒1中的電源部件2與單色線光源3及通信控制模塊8相連，為其供電。轉(zhuǎn)動盤5通過轉(zhuǎn)軸與暗盒1的上、下表面連接，待測溫度計由上通過轉(zhuǎn)動盤5上的小孔垂直向下插入，穿過下表面對應(yīng)的小孔，露出溫度計的水銀球。攝像頭7與攝像頭位置調(diào)節(jié)器6相連，攝像頭7通USB接口與暗盒1內(nèi)的通信控制模塊8。通信控制模塊8通過USB方式與電腦相連。
圖2所示的是本發(fā)明的軟件部分由通信控制管理模塊A，溫度計圖像的采集控制模塊B，圖像預(yù)處理模塊C，圖像分析及識別模塊D，溫度計讀數(shù)的計算、校驗?zāi)KE，溫度計語音報數(shù)模塊F，溫度計圖像及讀數(shù)管理模塊組成G。
圖3所示的是本發(fā)明中軟件系統(tǒng)的工作流程；通信控制管理模塊A，主要初始化通信控制模塊8及設(shè)置攝像頭7相關(guān)參數(shù)，建立硬件裝置與計算機的通信。整個初始功能的啟動集成到軟件的環(huán)境里，通過選擇圖4中文件菜單的第一項，選定對應(yīng)的初始參數(shù)文件，系統(tǒng)自動對硬件的參數(shù)進行設(shè)置。通過攝像頭獲得溫度計的圖像，如圖5所示。圖像預(yù)處理模塊C完成圖像位置變換，實現(xiàn)圖像的去噪，對圖像的進行增強。圖像分析及識別模塊完成圖像的特征提取，對圖像進行分析計算，確定圖像中溫度計的位置，以此為依據(jù)進一步確定溫度計胡水銀柱精確位置。然后計算水銀柱的截止點，得到水銀柱的長度。提取溫度計上刻度信息，用以計算每個像素所對應(yīng)的溫度值。在此基礎(chǔ)上，啟動溫度計讀數(shù)計算、校驗?zāi)K，根據(jù)前面得到的信息計算當(dāng)前溫度計的讀數(shù)，并進行校驗。利用溫度計語音報數(shù)模塊F對識別出的讀數(shù)以語音的方式表達(dá)出來。最后啟動溫度計圖像及讀數(shù)管理模塊G，將當(dāng)前采集的圖像和與之對應(yīng)的識別出的溫度值保存到數(shù)據(jù)庫中，并保存其它相關(guān)的檢索信息供日后檢索、分析。
本發(fā)明能對溫度計的測量范圍內(nèi)的每一刻度進行自動識別，圖6所示的是對100度，和0度兩種刻度進行檢定的情況。
利用上述設(shè)備和方法，實用化后的智能化檢定系統(tǒng)硬件成本低，可望代替人的重復(fù)勞動，避免人工讀數(shù)引起的讀數(shù)誤差和溫槽介質(zhì)濺出和油煙對檢定人員的傷害，減輕人工檢測的壓力，提高溫度計溫度讀數(shù)精度和檢測速度。
權(quán)利要求
1.一種溫度計自動讀數(shù)系統(tǒng)，其特征是由暗盒(1)，電源部件(2)，單色線光源(3)，用于插入溫度計的大小可控的孔(4)，轉(zhuǎn)動盤(5)，攝像頭位置調(diào)節(jié)器(6)，攝像頭(7)，通信模塊(8)構(gòu)成，暗盒(1)的最左端依次放置電源部件(2)及單色線光源(3)，在單色線光源(3)的右邊放插入溫度計的轉(zhuǎn)動盤(5)，轉(zhuǎn)動盤(5)上按圓形分布多個插入侍測溫度計的小孔(4)，在轉(zhuǎn)動盤(5)的右邊安置攝像頭(7)及攝像頭位置調(diào)節(jié)器(6)，在攝像頭(7)的右邊(也是暗盒的最右邊)安裝通信模塊(8)，暗盒中的電源部件與單色線光源及通信模塊相連，為其供電，溫度計的轉(zhuǎn)動盤(5)通過轉(zhuǎn)軸與暗盒(1)的上、下表面連接，待測溫度計由上通過轉(zhuǎn)動盤(5)上的小孔(4)垂直向下插入，穿過下表面對應(yīng)的小孔露出溫度計的水銀球，攝像頭(7)與攝像頭位置調(diào)節(jié)器(6)相連，攝像頭(7)通USB接口與暗盒(1)上的通信模塊(8)相連，通信模塊(8)通過USB線與電腦的USB線相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溫度計自動讀數(shù)系統(tǒng)，由暗盒，電源部件，單色線光源，用于插入溫度計的大小可控的孔，轉(zhuǎn)動盤，攝像頭位置調(diào)節(jié)器，攝像頭，通信模塊構(gòu)成。系統(tǒng)以單色線光源作溫度計圖像的背景光源，攝像頭采集溫度計的圖像，通過通信模塊經(jīng)由USB接口傳入計算機，計算機對圖像進行圖像預(yù)處理，圖像的特征提取，然后進行圖像識別、讀數(shù)自動判識，得到溫度計的讀數(shù)，并進行語音報數(shù)，將識別后的圖片及對應(yīng)的識別結(jié)果存入后臺數(shù)據(jù)庫，為以后提供檢索。系統(tǒng)裝有用于放置溫度計的多孔轉(zhuǎn)盤，一次可以插入多支溫度計，通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤實現(xiàn)對多支溫度計圖像的采集，從而方便地對多支溫度計進行自動讀數(shù)。系統(tǒng)能減輕人工讀數(shù)的壓力，提高溫度讀數(shù)精度和檢測速度。
文檔編號G01K5/00GK101067896SQ20071007835
公開日2007年11月7日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者吳英, 向毅, 江永清, 李斌 申請人:重慶科技學(xué)院