(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210917159.4 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 北京能创科技有限公司 地址 101318 北京市顺 义区天竺空港 工业 区B区安祥路1号7幢1至2层内2层206 室 申请人 中国科学院自动化研究所 (72)发明人 李忠辉　曹志强　王硕　刘洁锐　 谭民　亢晋立　 (74)专利代理 机构 北京市恒有知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11576 专利代理师 郭文浩　尹文会 (51)Int.Cl. G06V 20/60(2022.01) G06V 10/56(2022.01)G06V 10/44(2022.01) G06V 10/28(2022.01) G06F 17/10(2006.01) G01F 23/80(2022.01) (54)发明名称 液位计的计量信息读取方法、 系统、 装置 (57)摘要 本发明属于机器视觉测量技术领域， 具体涉 及一种液位计的计量信息读取方法、 系统、 装置， 旨在解决现有的液位计的计量信息读取方法对 光照、 液位计表面整洁程度变化的适应性较差， 导致读取的计量信息准确度较低的问题。 本方法 包括： 获取仅包含液位计的RGB图像； 获取RGB图 像对应的灰度图像作为第二图像； 对第二图像进 行自适应二值化及图像腐蚀处理； 对第一图像进 行颜色空间转换处理， 得到第四图像； 对第四图 像进行掩码处理得到计量掩码； 结合计量掩码中 的非零值元素得到第二坐标集合， 对第二坐标集 合中的坐标进行曲线拟合得到第一直线； 获取液 位计当前计量的横坐标长度； 获取液位计的计量 信息。 本发 明提升了液位计的计量信息读取方法 的质量。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115273052 A 2022.11.01 CN 115273052 A 1.一种液位计的计量信息读取 方法， 其特 征在于， 该 方法包括以下步骤： 步骤S100， 获取仅包 含液位计的RGB图像作为第一图像； 步骤S200， 获取第一图像对应的灰度图像， 将其作为第二图像； 步骤S300， 对所述第二图像依次进行自适应二值化及图像腐蚀处理， 将处理后的图像 作为第三图像； 步骤S400， 对所述第一图像进行颜色空间转换处理， 获取其在HSV颜色空间中的图像作 为第四图像； 步骤S500， 对所述第四图像进行掩码处 理后得到计量掩码； 步骤S600， 获取所述计量掩码中的非零值元素在预构建的第一 图像坐标系中的坐标， 构成第一坐标集合， 并将所述第一坐标集合中不重复的横坐标作为第一横坐标， 所有第一 横坐标构成第一横坐标集合； 对所述第一横坐标集合中的每个第一横坐标， 取所述第一坐 标集合中横坐标为其的所有坐标的纵坐标的均值作为第一纵坐标， 进而基于各第一横坐标 及其对应的第一纵坐标， 构建第二坐标集合； 对所述第二坐标集合中的坐标进行曲线拟合 得到第一 直线； 步骤S700， 结合所述第二坐标集合中的坐标、 所述第三图像和所述第一直线， 通过预设 的横坐标长度计算方法获取 液位计当前计量的横坐标长度； 步骤S800， 根据所述液位计当前计量的横坐标长度， 结合所述第一图像的宽度以及液 位计的量 程， 获取液位计的计量信息 。 2.根据权利要求1所述的液位计的计量信 息读取方法， 其特征在于， 获取仅包含液位计 的RGB图像作为第一图像， 其方法为： 从采集的图像中裁剪出仅包含液位计的RGB图像， 如果液位计竖直放置， 将该RGB图像 右旋90度作为第一图像， 否则， 直接将该RGB图像作为第一图像。 3.根据权利要求1所述的液位计的计量信 息读取方法， 其特征在于， 对所述第四图像进 行掩码处 理后得到计量掩码， 其方法为： 复制所述第四 图像得到第五图像， 将所述第四 图像中的H通道像素值位于[160， 180]、 S 通道像素值位于[2， 255]且V通道像素值位于[20， 255]的像素置为1， 其余的像素置为0， 得 到第一掩码； 将所述第五图像中H通道像素值位于[0， 6]、 S通道像素值位于[5， 255]且V通道像素值 位于[20， 25 5]的像素置为1， 其 余的置为0得到第二掩码； 将所述第一掩码和所述第二掩码按位取与操作得到第三掩码； 检测所述第 三掩码中的所有连通域， 选取所述第 三掩码中的最大连通域对应的元素数 值保留为1， 其 余连通域的元素数值置为0， 得到计量掩码。 4.根据权利要求1所述的液位计的计量信 息读取方法， 其特征在于， 对所述第 二坐标集 合中的坐标进行曲线拟合得到第一 直线， 其方法为： 结合所述第二坐标集合 使用霍夫拟合算法拟合得到第一直线y＝ax+b； 其中， a表示第一 直线斜率， b表示第一 直线截距。 5.根据权利要求4所述的液位计的计量信 息读取方法， 其特征在于， 结合所述第 二坐标 集合中的坐标、 所述第三图像和所述第一直线， 通过预设的横坐标长度计算方法获取液位权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115273052 A 2计当前计量的横坐标长度， 其方法为： 步骤S701， 以所述第二坐标集 合 中的x1作为起始横坐标， 以ax1+b作为起始 纵坐标得到起始坐标(x1， ax1+b)； 步骤S702， 将坐标(x1， ax1+b)的横坐标变为x1‑Cn， 得到第三坐标(x1‑Cn， a(x1‑Cn)+b)， 其 中Cn为循环次数， 初始化 为1； 步骤S703， 如果第三坐标在第三图像中对应的像素值为1或者第三坐标的横坐标值为 0， 则将此时的第三坐标记为液位计的起始坐标(xs， ys)， 跳转到步骤S704， 否则， 令Cn＝Cn+ 1， 跳转步骤S702； 步骤S704， 将坐标(x1， ax1+b)的横坐标变为x1+zn， 得到第四坐标(x1+zn， a(x1+zn)+b)， 其 中zn为循环次数， 初始化 为1； 步骤S705， 如果第四坐标在第三图像中对应的像素值为1或者第四坐标的横坐标值为 W， 则将此时的第四坐标记为液位计的终止坐标(xe， ye)， 跳转到步骤S706， 否则， 令zn＝zn+ 1， 跳转步骤S704； 步骤S706， 获取液位计当前计量的横坐标长度w ＝|xs‑xe|。 6.根据权利要求5所述的液位计的计量信 息读取方法， 其特征在于， 根据 所述液位计当 前计量的横坐标长度， 结合所述第一图像的宽度以及液位计的量程， 获取液位计的计量信 息， 其方法为： 其中， w表示液位计当前计量的横坐标长度， W表示第一图像的宽度， S 表示液位计的量 程。 7.一种液位计的计量信息读取系统， 其特征在于， 该系统包括： 第一图像获取模块、 第 二图像获取模块、 第三图像获取模块、 第四图像获取模块、 掩码处理模块、 曲线拟合模块、 横 坐标长度计算模块、 计量信息获取模块； 所述第一图像获取模块， 配置为获取仅包 含液位计的RGB图像作为第一图像； 所述第二图像获取模块， 配置为获取第一图像对应的灰度图像， 将其作为第二图像； 所述第三图像获取模块， 配置为对所述第 二图像依次进行自适应二值化及图像腐蚀处 理， 将处理后的图像作为第三图像； 所述第四图像获取模块， 配置为对所述第一图像进行颜色空间转换处理， 获取其在HSV 颜色空间中的图像作为第四图像； 所述掩码处 理模块， 配置为对所述第四图像进行掩码处 理后得到计量掩码； 所述曲线拟合模块， 配置为获取所述计量掩码中的非零值元素在预构建的第 一图像坐 标系中的坐标， 构成第一坐标集合， 并将所述第一坐标集合中不重复的横坐标作为第一横 坐标， 所有第一横坐标构成第一横坐标集合； 对所述第一横坐标集合中的每个第一横坐标， 取所述第一坐标集合中横坐标为其的所有坐标的纵坐标的均值作为第一 纵坐标， 进而基于 各第一横坐标及其对应的第一纵坐标， 构建第二坐标集合； 对所述第二坐标集合中的坐标 进行曲线拟合得到第一 直线； 所述横坐标长度计算模块， 配置为结合所述第二坐标集合中的坐标、 所述第三图像和 所述第一 直线， 通过 预设的横坐标长度计算方法获取 液位计当前计量的横坐标长度； 所述计量信息获取模块， 配置为根据所述液位计当前计量的横坐标长度， 结合所述第 一图像的宽度以及液位计的量 程， 获取液位计的计量信息 。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115273052 A 3