攝像直讀抄表在燃?xì)獗碇悄芑脑熘械膽?yīng)用

新天科技股份有限公司   費(fèi)戰(zhàn)波  董意德  吳寶寅

摘要：

   通過(guò)分析機(jī)械燃?xì)獗砗椭悄苋細(xì)獗響?yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)智能燃?xì)獗碓谑褂眠^(guò)程中的一些問(wèn)題和機(jī)械自動(dòng)抄表改造的困難；分析了攝像數(shù)字識(shí)別技術(shù)的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，論證了攝像直讀抄表的現(xiàn)實(shí)可行性，提出了通過(guò)攝像直讀抄表及其他遠(yuǎn)傳技術(shù)結(jié)合解決機(jī)械自動(dòng)抄表改造問(wèn)題的方案。

關(guān)鍵詞：

    自動(dòng)抄表改造，攝像直讀抄表，數(shù)字識(shí)別技術(shù)

機(jī)械字輪式燃?xì)獗硎莻鹘y(tǒng)的燃?xì)庥?jì)量裝置，可靠性高，適應(yīng)性強(qiáng)。時(shí)至今日雖然智能燃?xì)獗淼玫搅藦V泛的應(yīng)用，但機(jī)械字輪式燃?xì)獗砣匀淮罅看嬖谟诠庀到y(tǒng)中。機(jī)械字輪式燃?xì)獗硇枰斯こ?，傳統(tǒng)的人工入戶進(jìn)行表具原始數(shù)據(jù)抄錄，然后進(jìn)行計(jì)算收費(fèi)，也是目前仍在延用的抄表方式，但已經(jīng)不能適應(yīng)目前各燃?xì)夤镜男枰?。目前?guó)家推行一戶一表，抄表到戶、貿(mào)易結(jié)算到戶，這就意味著抄表工作量的加大、抄表人員費(fèi)用的增加，加之人為數(shù)據(jù)誤差大、抄表周期長(zhǎng)、收費(fèi)周期長(zhǎng)等客觀因素直接影響工作效率。另外，入戶抄表所帶來(lái)擾民、治安等問(wèn)題不符合小區(qū)物業(yè)的管理要求，因此市場(chǎng)迫切需要一種先進(jìn)、可靠代替人工進(jìn)行抄表收費(fèi)的工具。目前的智能燃?xì)獗砜梢越鉀Q自動(dòng)抄表問(wèn)題，但需要對(duì)已經(jīng)安裝機(jī)械表的供氣系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模改造，這個(gè)工作不是一朝一夕可完成的。常見(jiàn)的智能燃?xì)獗碛忻}沖計(jì)數(shù)式、光電直讀式等計(jì)量方式，脈沖計(jì)數(shù)式燃?xì)獗頃?huì)存在一定的累積誤差，光電直讀式燃?xì)獗泶嬖谶M(jìn)位誤判問(wèn)題；且無(wú)論哪一種計(jì)量方式，計(jì)量結(jié)果都是以抽象的數(shù)據(jù)形式輸出的。

攝像抄表方式是通過(guò)圖像傳感器采集表盤(pán)字輪圖像，并通過(guò)圖像分析和數(shù)字識(shí)別得到抄表數(shù)的抄表方式。攝像式直讀表除了輸出抽象的抄表數(shù)據(jù)，更能輸出具體的表盤(pán)圖像信息，不存在累積誤差，圖像上有燃?xì)獗肀硖?hào)和拍攝時(shí)間，可以防止出現(xiàn)收費(fèi)糾紛。通過(guò)攝像方式采集表盤(pán)圖像的方式得到抄表結(jié)果的裝置，可以與基表在功能上完全分離，與基表沒(méi)有任何電氣上或流體上的接觸，僅需要機(jī)械上的安裝即可實(shí)現(xiàn)。非常適合在保證燃?xì)獍踩缘那疤嵯?，?duì)傳統(tǒng)機(jī)械表進(jìn)行智能化改造。

攝像直讀抄表是通過(guò)圖像傳感器進(jìn)行字輪拍攝、圖像處理和數(shù)值識(shí)別，并通過(guò)適當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)傳方式進(jìn)行抄表數(shù)據(jù)和圖像遠(yuǎn)傳的抄表方式。其關(guān)鍵技術(shù)包括圖像采集技術(shù)、數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)及遠(yuǎn)傳技術(shù)，并通過(guò)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將電子裝置安裝到機(jī)械字輪基表上。

攝像直讀抄表通過(guò)微功耗CMOS圖像傳感器實(shí)現(xiàn)圖像采集，通過(guò)具有較高運(yùn)算能力的微控制器和相應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)圖像處理和數(shù)字識(shí)別。攝像直讀抄表所使用的數(shù)字識(shí)別技術(shù)與現(xiàn)有數(shù)字識(shí)別技術(shù)有較大區(qū)別：現(xiàn)有數(shù)字（文字）識(shí)別技術(shù)主要識(shí)別固定形態(tài)字符，而抄表裝置所拍攝的表盤(pán)數(shù)字一直處于計(jì)量變化過(guò)程中，可能出現(xiàn)整字、雙半字、整字半字混合出現(xiàn)的情況，且受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響可能出現(xiàn)水霧等情況。

數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)處理過(guò)程分圖像處理、數(shù)字自動(dòng)定位和數(shù)字識(shí)別三部分：圖像處理采用基于動(dòng)態(tài)二值化和形態(tài)學(xué)濾波的方法，可最大限度消除不同光線環(huán)境和水霧、雜質(zhì)的影響；數(shù)字自動(dòng)定位用于在表盤(pán)圖像中找到數(shù)字的位置，采用基于知識(shí)庫(kù)和邏輯樹(shù)判斷方法，根據(jù)拍攝圖片的特征選擇知識(shí)庫(kù)中相應(yīng)的比對(duì)特征和判斷方法，生成邏輯樹(shù)進(jìn)行自動(dòng)定位處理。數(shù)字自動(dòng)定位技術(shù)可克服結(jié)構(gòu)誤差、攝像頭焦距誤差，以及使用過(guò)程中震動(dòng)造成的位移，通過(guò)算法自動(dòng)得到字輪在圖片中的位置，不必人工校準(zhǔn)字輪識(shí)別區(qū)域，可減小安裝調(diào)試工作量，并且保證終端長(zhǎng)時(shí)間工作的穩(wěn)定性。數(shù)字識(shí)別采用基于特征權(quán)重判斷的字模滾動(dòng)比對(duì)識(shí)別法，這種方法根據(jù)字模庫(kù)中字模的特征權(quán)重與數(shù)字圖片的特征進(jìn)行滾動(dòng)比對(duì)，通過(guò)判斷特征權(quán)重的大小進(jìn)行數(shù)字識(shí)別，用于識(shí)別出計(jì)量變化過(guò)程中任意位置的數(shù)字圖片。為了方便識(shí)別不同字形字體的基表字輪，可采用標(biāo)準(zhǔn)化硬件模塊結(jié)合遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)更新方式。標(biāo)準(zhǔn)化硬件模塊通過(guò)通用結(jié)構(gòu)安裝在現(xiàn)場(chǎng)燃?xì)獗砩?，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙選擇相應(yīng)字模庫(kù)，或通過(guò)GPRS遠(yuǎn)程更新字模庫(kù)，使該裝置識(shí)別算法與該型表一致?？焖贁?shù)字建模適用于現(xiàn)場(chǎng)的某新型出現(xiàn)的燃?xì)獗?，可通過(guò)采集該型表的少量的圖片即可快速生成該型表的識(shí)別算法和相關(guān)參數(shù)，再遠(yuǎn)程更新至該終端的字模庫(kù)中，即可實(shí)現(xiàn)識(shí)別。隨著攝像識(shí)別抄表的發(fā)展會(huì)使字模庫(kù)逐漸豐富，漸漸涵蓋大部分常見(jiàn)種類(lèi)的燃?xì)獗怼?/div>