使用实时视频源监控Python中的模拟量表

Question

我希望有人可以帮我解决这个问题。当一个看起来像this的压力表达到一定的可变压力时，我正试图找出一种使用实时视频输入来运行python 0script的好方法。

我非常有信心这不应该太困难，因为仪表将被安装在图像框架中的固定位置，但我不熟悉这种东西并且真的不知道从哪里开始。< / p>

有什么建议吗？提前谢谢！

Answer 1

这个问题可能比你想象的要困难得多。通常，人们使用OpenCV进行图像处理/模式识别问题。有许多优秀的tutorials for Python available in the documentation

在它的核心，你的问题是找出针的旋转角度。然后从那里，你可以计算压力是什么。如果您很幸运，可以使用特征检测+同位素找到针头，然后计算角度。但我怀疑这种图像会导致特征检测。

模板匹配将能够找到针，但它对旋转非常敏感，因此您必须生成大量具有不同针角度的模板，然后浏览所有模板每次你想要压力读数。

可能更快，更便宜，更容易使用电子压力表来读取压力。您可以通过多种方式将电子仪表的输出转换为Python。某些仪表可以连接到网络。有些可以通过RS232 / 422或USB作为串行端口进行通信。

如果您能找到带数字显示器的仪表，那么进行某种OCR /模板匹配以从相机读取显示器应该更直接。

编辑：

@jeremy arsenault的评论促使我想到了另一个解决方案。如果您主要关注的是检测针何时超过阈值，您可以查找表盘的前缘。你可以更多地看向表盘的中心，那里没有指示器。

这种图像非常适合轻松转换为阈值转换为黑白图像。表盘为黑色，背景（至少朝向中心）为白色。在对图像进行形态学和阈值处理后，可以查找刻度盘的黑色像素。无需模板匹配。下面的图片说明了一些想法。第一张图片是您的图像阈值为黑色和白色。起始图像非常干净，但如果您从相机中抓取，您可能需要在阈值处理之前进行一些模糊，形态学处理，以获得您不想要它们的偏移黑色像素。第二个图像有一个叠加的圆圈，您可以在其中查找黑色像素。您可以找到前缘和后缘以及平均值，以获得相当精确的中心值。

更多实现细节/伪代码。对于计算机图像，原点通常是左上角，+ y下降。此外，我已经定义了增加角度θ随着压力的增加。圆的参数方程是

x = x0 - r*cos(theta + theta0)
y = y0 - r*sin(theta + theta0)

theta0是给出零压力的偏移角度（图示为大约-45度。寻找针头的蛮力方式是从零开始扫描角度并增加直到在x处发现黑色像素， y。然后继续增加直到你在x，y处找到一个白色像素。两个角度的平均值为你提供针的中心，你应该能够计算压力。