基于计算机视觉的仪表读数系统设计

电信学院毕业设计任务书

题目基于计算机视觉的仪表读数系统设计

学生姓名班级学号

题目类型工程设计指导教师何俊学系主任李炜

一、毕业设计的技术背景和设计依据

在工业控制领域中，数显仪表由于其读数直观及方便的特性得到了普及。其应用范围遍及电力、化工、冶金、石油等许多行业。在车间和工厂中，数量众多的数显仪表在给人们提供方便的同时，也带来了新的问题。

数显仪表一般由人工读数，然后根据记录值对被控对象进行控制。在人工读数过程中，很容易因为人为因素和环境因素的影响而引起误读。在一些环境恶劣的场合，不适宜由工人去读数。基于以上种种原因，需要一种自动化的手段去获取数显仪表上面的数据。

随着计算机视觉理论的不断发展和成熟，视觉测量方法被广泛应用到高精度非接触式测量中。视觉测量是指从计算机视觉的概念和方法出发，将计算机视觉应用于空间几何尺寸的精确测量和定位。视觉测量方法具有成本低，测量精度高，稳定性好的特点。计算机视觉技术在工程实践中的应用越来越成熟。

依据以上工程应用背景，本研究利用计算机视觉解决数显仪表的读数问题。采用CCD 摄像机获得数显仪表的图像，利用数字图像处理技术对仪表图像进行处理，进而获得数显仪表上面显示的数据。该方法具有较大的实用价值和良好的应用前景；同时便于为后续的相关研究形成基础平台。

二、毕业设计的任务

1、查阅相关科技文献，掌握控制、检测、通讯及视觉测量等技术要求；

2、数显仪表视觉读数系统的研究平台方案论证；

3、实验硬件平台及软件平台搭建；

4、实验数据采集，算法分析与实现；

5、进行系统调试；

6、实验结果分析；

7、撰写毕业设计说明书；

8、完成指定内容的外文资料翻译。

三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标

1、毕业设计的主要内容

1）设计说明书正文主要内容要求

①总体方案论证

②数显仪表视觉读数系统的硬件；

③数显仪表视觉读数系统的软件；

④测量结果分析；

⑤结论。

全文要求逻辑严密、条理清晰，文字流畅，理论联系实际，符合科技写作规范。

2）设计说明书装订及外文阅读翻译要求

毕业设计说明书由以下各部分组成，共100页左右，其顺序为：封面、前言、目录、中文摘要（约200字）和关键词（3-5个）、英文摘要（约200字）和关键词（3-5个）、正文、外文原文（2-3万字符）和译文、参考文献、设计总结、致谢、封底等。

2、设计实现的主要功能及技术指标

1）通过CCD摄像机获取数显仪表视频图像，利用Matlab或C++对视频图像中的有效

信息进行定位、提取及处理，并实时输出数显仪表的显示值；将此显示值与真实值

进行比较分析；不断改变角度、方位和光照条件，进行多次实验并得出结论。

2）为后续的相关研究建立基础实验平台。

3、其它需要说明的问题

设计过程要求

1) 根据设计题目要求，充分利用所学基础理论知识，自学所需的相关知识，提高知

识的综合应用能力和创新能力；

2) 遵守学校有关毕业设计的规章制度；

3) 按时、独立、创新地完成设计任务。

四、毕业设计提交的成果

1、开题报告（不少于3000字）

2、设计说明书（约3万字左右）

3、中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词）

4、毕业设计简介（按11春教务处要求）

5、外文资料翻译（约5000汉字）

五、毕业设计的主要参考文献和技术资料

1. PCS手册（英文版）FESTO

2. 北京亚控Kingview 6.5使用手册北京亚控公司

3. 深入浅出西门子S7--300PLC 北京航空航天大学出版社

4. 可编程控制器原理及应用钟肇薪华南理工大学出版社

5. 自动检测与转换技术梁森机械工业出版社

6. 精通MA TLAB6.5 张志涌北京航空航天大学出版社

7、传感器原理及应用王化祥天津大学出版社

8. 工厂电气控制设备李仁机械工业出版社

9. 西门子S7—300手册西门子公司

10. 徐驰,孙长库,王鹏,贾伟广. 液位实时自动跟踪测量系统[J]. 传感技术学报,

2011,10(24):1506-1510

11. 黄玲,张叶林,胡波,马兆敏. 基于机器视觉的透时瓶装液体液位自动检测[J]. 自动化

与仪表, 2012,02: 57-60

12. 郝洪宪. 机器视觉在零件识别与检测中的应用[D]. 南京航空航天大学, 2008

13. 张广军. 视觉测量. 科学出版社[M], 2008

14. Gary Bradski, Adrian Kaehler. Learning OpenCV. 东南大学出版社.

15. 刘瑞祯, 于仕琪. OpenCV教程——基础篇[M]. 北京航空航天大学出版社, 2007

16. Satya Sai Kolachina. C++ Builder 6 Developer's Guide. Worldware Publishing, inc. 2003

17. 肖宾杰. 基于图像处理的仪表自动判读系统研究[D]. 同济大学, 2008

18. 汪仁煌. 机器视觉的数显仪表读数研究及应用[D]. 广东工业大学, 2007

六、毕业设计加选专题部分

七、毕业设计各阶段安排