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^程中的一些問題和機(jī)械自動抄表改造的困難；分析了攝像數(shù)字識別技術(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)械自動抄表改造問題的方案。

關(guān)鍵詞：

    自動抄表改造，攝像直讀抄表，數(shù)字識別技術(shù)

機(jī)械字輪式燃?xì)獗硎莻鹘y(tǒng)的燃?xì)庥嬃垦b置，可靠性高，適應(yīng)性強(qiáng)。時至今日雖然智能燃?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恚瑐鹘y(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?。目前國家推行一戶一表，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、收費(fèi)周期長等客觀因素直接影響工作效率。另外，入戶抄表所帶來擾民、治安等問題不符合小區(qū)物業(yè)的管理要求，因此市場迫切需要一種先進(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自動抄表問題，但需要對已經(jīng)安裝機(jī)械表的供氣系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模改造，這個工作不是一朝一夕可完成的。常見的智能燃?xì)獗碛忻}沖計數(shù)式、光電直讀式等計量方式，脈沖計數(shù)式燃?xì)獗頃嬖谝欢ǖ睦鄯e誤差，光電直讀式燃?xì)獗泶嬖谶M(jìn)位誤判問題；且無論哪一種計量方式，計量結(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圖像傳感器采集表盤字輪圖像，并通過圖像分析和數(shù)字識別得到抄表數(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圖像信息，不存在累積誤差，圖像上有燃?xì)獗肀硖柡团臄z時間，可以防止出現(xiàn)收費(fèi)糾紛。通過攝像方式采集表盤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?，對傳統(tǒng)機(jī)械表進(jìn)行智能化改造。

攝像直讀抄表是通過圖像傳感器進(jìn)行字輪拍攝、圖像處理和數(shù)值識別，并通過適當(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)字圖像識別技術(shù)及遠(yuǎn)傳技術(shù)，并通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計將電子裝置安裝到機(jī)械字輪基表上。

攝像直讀抄表通過微功耗CMOS圖像傳感器實(shí)現(xiàn)圖像采集，通過具有較高運(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)字識別。攝像直讀抄表所使用的數(shù)字識別技術(shù)與現(xiàn)有數(shù)字識別技術(shù)有較大區(qū)別：現(xiàn)有數(shù)字（文字）識別技術(shù)主要識別固定形態(tài)字符，而抄表裝置所拍攝的表盤數(shù)字一直處于計量變化過程中，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)場環(huán)境的影響可能出現(xiàn)水霧等情況。

數(shù)字圖像識別技術(shù)處理過程分圖像處理、數(shù)字自動定位和數(shù)字識別三部分：圖像處理采用基于動態(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)字自動定位用于在表盤圖像中找到數(shù)字的位置，采用基于知識庫和邏輯樹判斷方法，根據(jù)拍攝圖片的特征選擇知識庫中相應(yīng)的比對特征和判斷方法，生成邏輯樹進(jìn)行自動定位處理。數(shù)字自動定位技術(shù)可克服結(jié)構(gòu)誤差、攝像頭焦距誤差，以及使用過程中震動造成的位移，通過算法自動得到字輪在圖片中的位置，不必人工校準(zhǔn)字輪識別區(qū)域，可減小安裝調(diào)試工作量，并且保證終端長時間工作的穩(wěn)定性。數(shù)字識別采用基于特征權(quán)重判斷的字模滾動比對識別法，這種方法根據(jù)字模庫中字模的特征權(quán)重與數(shù)字圖片的特征進(jìn)行滾動比對，通過判斷特征權(quán)重的大小進(jìn)行數(shù)字識別，用于識別出計量變化過程中任意位置的數(shù)字圖片。為了方便識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)庫更新方式。標(biāo)準(zhǔn)化硬件模塊通過通用結(jié)構(gòu)安裝在現(xiàn)場燃?xì)獗砩?，再通過現(xiàn)場通過手機(jī)藍(lán)牙選擇相應(yīng)字模庫，或通過GPRS遠(yuǎn)程更新字模庫，使該裝置識別算法與該型表一致。快速數(shù)字建模適用于現(xiàn)場的某新型出現(xiàn)的燃?xì)獗?，可通過采集該型表的少量的圖片即可快速生成該型表的識別算法和相關(guān)參數(shù)，再遠(yuǎn)程更新至該終端的字模庫中，即可實(shí)現(xiàn)識別。隨著攝像識別抄表的發(fā)展會使字模庫逐漸豐富，漸漸涵蓋大部分常見種類的燃?xì)獗怼?/div>