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
认识各种常用的测量仪器及仪器正确的使用方法
认识各种常用的测量仪器及仪器正确的使用方法 一.测长度的仪器有____________________________；最基本的是 正确使用方法： a.看（使用前要观察它的、和）； b.放（测量时，被测物体的一端要与对齐，尺要沿被测边缘，紧贴被测物体； c.读（读数时，视线应刻度线，并与尺面，在精确测量时，要估读到）； d.记（测量值由数字（、）和组成，倒数第二位是，最末一位是， 包括估计值在内的测量值称为有效数字）。 练习： 1、四位同学用同一把刻度尺测量同一物体长度，结果中错误的是() A.246.5mm B.24.66cm C.248.5mm D.246.7mm 2、用塑料卷尺测物体的长度，若用力拉伸尺子进行测量，结果() A.偏大 B.偏小 C.不受影响 D.无法判断 3、用一把尺子测量长度，一般要测量多次，这样做的目的是为了（） A、减少观察刻度线时由于实现不垂直而产生的误差 B、减少由于刻度尺不精密而产生的误差 C、避免测量中可能出现的错误 D、减少由于读数时估计值偏大或偏小而产生的误差 4、下列数据中最接近初中物理课本长度的是() A．20mm B．1dm C．1m D．26cm5、下列关于使用刻度尺的说法中，错误的是() A．使零刻度线对准被测物体的一端B．使刻度尺的刻度线紧贴被测的物体 C．读数时，视线要正对刻度线，不可斜视D．记录时，只要记录准确值，并要注明测量单位 6、用刻度尺测量物体长度，下列情况中属于误差的是()． A．观察时，视线未能与刻度尺垂直B．测量用的刻度尺本身刻度不完全均匀C．未能估读到分度值的下一位数D．物体的左边缘未对准刻度尺的“0”刻度线，就把物体右边缘所对刻度尺上的刻度值当作物体的长度 7. 如下图所示，读出木块的长度为： (1)A图中木块长度是______cm，刻度尺的分度值为________. (2)B图中木块长度是_____cm，刻度尺的分度值为____________. 8、用刻度尺测出桌子的长度为1.243m，所用的刻度尺的分度值是。 9、小明同学用一把刻度尺测量同一物体的长度，五次测量的值分别是：8.23cm，8.25cm，8.23cm，8.24cm，8.78cm， 其中错误的数据是_________；此物体的长度是_________cm． 二.测时间的仪器有_______________________________；常用的是 三.测温度的仪器是______；它的原理是： 正确使用方法： 使用前：先观察它的判断是否适合待测液体的温度，并认清温度计的，以便准确读数。 使用时：温度计的玻璃泡要,不要;温度计玻璃泡浸入被测液体中稍待一会儿，待再读数；读数时玻璃泡要，视线要。 练习： 1.图中有A、B、C、D四种测量水温的操作.请你评价这四种操作方法的正误.如果是错误的，指出错在哪里. A:______________________________________________ B:_______________________________________________ C:_______________________________________________ D:_______________________________________________ A B C D 2.如图所示，用温度计测温度时正确的使用方法是（）． 3.下列是使用温度计的操作步骤，请将各步骤的标号按正确的操作顺序填写在下面横线上.
仪表精度等级
仪表精度等级
仪表精度等级 真值、测量值与误差 【真值】一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想概念，一般是无法得到的。 【约定真值】一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。 【相对真值】指当高一级标准器的误差仅为低一级的1/3以下时，可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级的相对真值。 【测量误差】测量值与真实值之间存在的差别。在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。 【绝对误差】指误差偏离真实值的多少。绝对误差的实质，是仪表读数与被测参数真实值之差。仪表的绝对误差只能是读数与约定真值或相对真值之差。 【相对误差】仪表的绝对误差与真值的百分比。 相对百分误差=（测量值－真值）/（标尺上限值－标尺下限值）×100% 【引用误差】绝对误差与仪表量程的百分比。例如：2% F.S. 引用误差＝（绝对误差的最大值/仪表量程）×100% 【基本误差】intrinsic error，又称固有误差。在参比条件下仪器仪表的示值误差。其计算公式为：基本误差=测量值－真实值 【基本误差】在标准条件下，基准值（量程）范围内的引用误差。 【基本误差】又称引用误差或相对误差，是一种简化的相对误差。仪表的基本误差定义为： 基本误差=（最大绝对误差/仪表量程）×100%＝MAX（仪表指示值－被测量真值）/（测量上限-测量下限）×100% 【重复性误差】repeatability error，在相同的工作条件下，对同一个输入值在短 １
时间内多次连续测量输出所获得的极限值之间的代数差。 【线性误差】实测曲线与理想直线之间的偏差。 【线性度】校准曲线接近规定直线的吻合程度。是测试系统的输出与输入系统能否像理想系统那样保持正常值比例关系（线性关系）的一种度量。 在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差（ΔYmax）与满量程输出（Y）的百分比，称为线性度（线性度又称为“非线性误差”），该值越小，表明线性特性越好。表示为公式如下： δ=ΔYmax/ Y×100% 以上说到了“拟合直线”的概念，拟合直线是一条通过一定方法绘制出来的直线，求拟合直线的方法有：端基法、最小二乘法等等。 【线性范围】传感器在线性工作时的可测量范围。 仪表精度等级 【准确度】在正常的使用条件下，仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。 【准确度等级】在工业测量中，为了便于表示仪表的质量，通常用准确度等级来表示仪表的准确程度。准确度等级就是最大引用误差去掉正、负号及百分号。准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。我国工业仪表等级分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级，并标志在仪表刻度标尺或铭牌上。仪表准确度习惯上称为精度，准确度等级习惯上称为精度等级。 仪表精度=（绝对误差的最大值/仪表量程）×100% 以上计算式取绝对值去掉%就是我们看到的精度等级了。 请教各位高手，仪表精度等级是如何定义的？如测压范围是10~100Pa的压力表，精度等级是1.0级，55Pa处的最大误差应该是多少啊？谢谢指教！ 全量程都应该是±（100－10）×1％＝±0.9Pa 仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。某一类仪表的允许 ２
最新人教版初中物理知识点总结归纳(特详细)
初中物理知识点 第一章声现象知识归纳 1 . 声音的发生：由物体的振动而产生。振动停止，发声也停止。 2．声音的传播：声音靠介质传播。真空不能传声。通常我们听到的声音是靠空气传来的。 3．声速：在空气中传播速度是：340米/秒。声音在固体传播比液体快，而在液体传播又比空气体快。 4．利用回声可测距离：S=1/2vt 5．乐音的三个特征：音调、响度、音色。(1)音调:是指声音的高低，它与发声体的频率有关系。(2)响度:是指声音的大小，跟发声体的振幅、声源与听者的距离有关系。 6．减弱噪声的途径：(1)在声源处减弱；(2)在传播过程中减弱；(3)在人耳处减弱。 7．可听声：频率在20Hz～20000Hz之间的声波：超声波：频率高于20000Hz 的声波；次声波：频率低于20Hz的声波。 8．超声波特点：方向性好、穿透能力强、声能较集中。具体应用有：声呐、B超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。 9．次声波的特点：可以传播很远，很容易绕过障碍物，而且无孔不入。一定强度的次声波对人体会造成危害，甚至毁坏机械建筑等。它主要产生于自然界中的火山爆发、海啸地震等，另外人类制造的火箭发射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。 第二章光现象知识归纳 1. 光源：自身能够发光的物体叫光源。 2. 太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的。 3．光的三原色是：红、绿、蓝；颜料的三原色是：红、黄、蓝。 4．不可见光包括有：红外线和紫外线。特点：红外线能使被照射的物体发热，具有热效应（如太阳的热就是以红外线传送到地球上的）；紫外线最显著的性质是能使荧光物质发光，另外还可以灭菌。 1. 光的直线传播：光在均匀介质中是沿直线传播。 2．光在真空中传播速度最大，是3×108米/秒，而在空气中传播速度也认为是3×108米/秒。 3．我们能看到不发光的物体是因为这些物体反射的光射入了我们的眼睛。 4．光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。（注：光路是可逆的）5．漫反射和镜面反射一样遵循光的反射定律。 6．平面镜成像特点：(1) 平面镜成的是虚像；(2) 像与物体大小相等；（3）像与物体到镜面的距离相等；(4)像与物体的连线与镜面垂直。另外，平面镜里成的像与物体左右倒置。 7．平面镜应用：(1)成像；(2)改变光路。 8．平面镜在生活中使用不当会造成光污染。 球面镜包括凸面镜（凸镜）和凹面镜（凹镜），它们都能成像。具体应用有：车辆的后视镜、商场中的反光镜是凸面镜；手电筒的反光罩、太阳灶、医术
各种测量仪器的使用方法
各种测量仪器的使用方法 水准仪及其使用方法 高程测量就是测绘地形图的基本工作之一,另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程,利用水准仪进行水准测量就是精密测量高程的主要方法。 一、水准仪器组合: 1、望远镜 2、调整手轮 3、圆水准器 4、微调手轮 5、水平制动手轮 6、管水准器 7、水平微调手轮 8、脚架 二、操作要点: 在未知两点间,摆开三脚架,从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上,利用三个机座 螺丝调平,使圆气泡居中,跟着调平管水准器。水平制动手轮就是调平的,在水平镜内通过三角棱镜反射,水平重合,就就是平水。将望远镜对准未知点(1)上的塔尺,再次调平管水平器重合,读出塔尺的读数(后视),把望远镜旋转到未知点(2)的塔尺,调整管水平器,读出塔尺的读数(前视),记到记录本上。 计算公式:两点高差=后视－前视。 三、校正方法: 将仪器摆在两固定点中间,标出两点的水平线,称为a、b线,移动仪器到固定点一端,标出两点的水平线,称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b’时,将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整,使管水平泡吻合为止。重复以上做法,直到相等为止。
四、水准仪的使用方法 水准仪的使用包括:水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。 1、安置 安置就是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中,用目估法使架头大致水平并检查脚架就是否牢固,然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。 2、粗平 粗平就是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中,气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。 3、瞄准 瞄准就是用望远镜准确地瞄准目标。首先就是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋,使十字丝最清晰。再松开固定螺旋,旋转望远镜,使照门与准星的连接对准水准尺,拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋,使水准尺的清晰地落在十字丝平面上,再转动微动螺旋,使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。 4、精平 精平就是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪,在水准管上部装有一组棱镜,可将水准管气泡两端,折射到镜管旁的符合水准观察窗内,若气泡居中时,气泡两端的象将符合成一抛物线型,说明视线水平。若气泡两端的象不相符合,说明视线不水平。这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合,仪器便可提供一条水平视线,以满足水准测量基本原理的要求。注意？气泡左半部份的移动方向,总与右手大拇指的方向不一致。 5、读数 用十字丝,截读水准尺上的读数。现在的水准仪多就是倒象望远镜,读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数,后报出全部读数。 注意,水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行,不能颠倒,特别就是读数前的符合水泡调整,一定要在读数前进行。 五、水准仪的测量 测定地面点高程的工作,称为高程测量。高程测量就是测量的基本工作之一。高程测量按所使用的仪器与施测方法的不同,可以分为水准测量、三角高程测量、GPS高程测量与气压高程测量。水准测量就是目前精度最高的一种高程测量方法,它广泛应用于国家高程控制测量、工程勘测与施工测量中。 水准测量的原理就是利用水准仪提供的水平视线,读取竖立于两个点上的水准尺上的读数,来测定两点间的高差,再根据已知点高程计算待定点高程。 如下图所示,在地面上有A、B两点,已知A点的高程为HA、为求B点的高程HB,在A、B两点之间安置水准仪,A、B两点各竖立一把水准尺,通过水准仪的望远镜读取水平视线分别在A、B两点水准尺上截取的读数为a与b,可以求出A、B两点问的高差为:
巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统
巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统 发表时间：2019-07-16T14:11:31.203Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：彭鹤 [导读] 摘要：巡检机器人能自动识别仪表设备的状态，先准确定位图像中的仪表设备，在此基础上，实现了仪表读数的自动识别。 (大唐河北发电有限公司马头热电分公司河北省邯郸市 056044) 摘要：巡检机器人能自动识别仪表设备的状态，先准确定位图像中的仪表设备，在此基础上，实现了仪表读数的自动识别。 关键词：巡检机器人；仪表读数识别；指针提取 巡检机器人主要在户外工作，仪器识别算法需适用于各种不同的光照和天气情况，基于此，本文提出了一种迭代最大类间方法，解决了由光照或镜面反射引起的仪器图像过亮或过暗时指针提取问题；提出基于Hough变换的指针角度计算方法，推导了指针角度与仪表读数间的函数关系，实现了指针仪表读数的自动识别。 一、仪表识别算法概述 变电站的仪表多数安置在室外，巡检机器人采集的仪表图像通常受到环境的影响。现有的识别算法为，利用仪表表盘的形状特征，通过模板匹配或椭圆拟合确定仪表表盘在图像中的基本位置及区域范围。其算法虽具备一定实时性和鲁棒性，但并不适用于巡检机器人采集到的变电站仪表图像。这是因变电站设备结构复杂，在机器人采集到的图像中，背景紊乱，并不仅包含仪表区域，还同时囊括了其它设备。在指针识别方面，通常在获取仪表表盘的子图像后，再使用多种的图像处理方法提取仪表指针的位置及指向方向。另外，智能机器人能自动实现对仪表设备的状态识别，必须进行仪表设备在图像中的准确定位，在这基础上，实现仪表读数的自动识别。 二、指针式仪表读数识别 1、指针区域提取。在仪器图像采集过程中，由于受仪器玻璃的光照条件或镜面反射的影响，很难提取仪器指针等特征信息，从而影响仪器的读数识别。因此，在提取指针区域前，需要去除噪声，增强高通图像。为后续指针中心线的精确提取提供清晰的图像，从而提高仪器识别的精度。 1)表盘图像去噪。由于仪器图像在采集过程中会受到噪声的干扰，可采用图像平滑的方法来降低噪声对仪器图像质量的影响。如果平滑窗口太大或太小，仪器图像的细节将变得模糊或边界轮廓将被破坏。本文采用5*5方形窗口的中值滤波去除图像噪声，不仅达到了去噪的目的，而且保持了图像的细节信息。 2)高通增强。为了提高背景与目标区域的灰度差，准确提取指针区域，采用Butterworth高通滤波器对仪器图像进行增强，抑制低频信息。 3)目标分割。最大类间方差是一种常用的自适应目标阈值分割算法，对背景清晰的普通图像具有良好的分割效果，但在对前后景灰度变化不大的情况下，很难实现目标提取。 在实际变电所采集的指针式仪表灰度图像二值化阈值分割过程中发现，当仪表图像在过亮或过暗的光照条件下采集时，目标区域和背景区域的灰度变化很小。采用传统的最大类间方差法进行二值阈值分割后，二值图像中存在较大的黑白区域，无法从仪表表盘区域正确分割，严重影响了后续的指针提取。 鉴于这种现象，在指针区域无法分割的过亮或过暗仪器图像中，背景和目标间的最大类间方差值较小。当最大类间方差在区间范围内时，可正确地实现分割，否则分割失败。最大类间方差可作为衡量指针目标提取是否准确的标准。基于此准则，本文提出了一种迭代的最大类方差方法。采用最大类间方差法对仪器灰度图像进行第一阈值分割时，最大类间方差在其范围内，相应的阈值为最优阈值，否则将第一阈值分割中划分的目标类作为第二最大类间方差阈值分割的对象，判断最大类间方差是否在其范围内。以此类推直到最大类间方差在其范围内，相应的阈值是最佳分割阈值。 2、指针定位。如图1所示，仪表图像中指针具有顶端细，底端粗，灰度关于中心线对称的特性，指针的中心线必须穿过旋转轴。因此，可通过过表盘转动轴心提取指针的中心线来实现指针的定位，并使用直线提取方法来提取指针的中心线。 图1 仪表图像中指针特征 Hough变换是一种检测特定边界形状的方法，常用于直线和圆的检测。它将图像坐标空间转换为参数空间，得到一些峰值，然后通过检测参数空间的峰值给出图像中几何曲线的数学方程。Hough变换能有效地避免图像中某些特征点的干扰，具有良好的容错性和鲁棒性。本文提出了一种基于Hough变换的指针定位算法，用于检测过表盘转动轴心的指针位置。此外，指针的旋转角度限制在仪器量程范围内，在搜索图像的Hough变换值时，可搜索特定角度范围内的直线，从而减少搜索量，提高搜索效率。 三、系统评价与验证 智能巡检机器人系统用于电力系统大型室外变电所仪表的自动识别。而仪器读取识别系统读取采集到的图像，识别结果存储在数据库中，用于后台数据库和专家系统的监控和数据分析。 仪器识别系统以MATLAB R2014A为软件开发环境进行仿真实验，以实际测试现场采集的指针式仪表为测试对象。仪表自动识别系统的指针仪表自动识别模块包括读人图像、指针仪表区域定位和仪表识别。本文提出的指针识别算法主要解决两个关键问题：1)适应各种光照条件下的指针区域自适应提取；2)基于Hough变换的指针定位和读数识别。 1、自适应指针区域提取算法的验证与分析。实验分析表明，采用传统的最大类间方差法对仪器图像进行二值化处理，可在正常光照条件下实现对仪器图像的精确分割，而对光线暗淡或摄像机过度曝光时太暗或太亮的仪器图像，由于仪器图像中背景区域和指针表盘区域的灰度差小，传统的最大类间方差法无法提取表盘区域，从而导致后续仪表读数无法识别。基于此，本文提出的迭代最大类间方差法实现了
初中物理刻度类器材的读数问题
物理刻度类器材的读数问题 王福星（特级教师） 邹平县码头一中山东邹平256214 初中物理用于测量的带刻度类物理器材有：温度计、电流表、电压表、天平、量筒、刻度尺、停表、弹簧秤共计8种。实验中使用这些器材测量时，学生经常问要不要估读到分度值的下一位？要不要几次测量取平均值？本文就8种刻度仪器的读数问题，结合教材和课程标准进行探讨。 一、关于误差、估读、平均值、有效数字的问题 误差、估读、平均值都涉及有效数字问题，我们首先弄清这几个相关的概念。 1、误差和平均值。了解任何实验测量结果都有误差，对初中物理学习是很必要的。因为假如没有一些误差的初步知识，绝大多数学生误认为读取的数字位数越多越准确。在学习物理规律时要根据实验数据得出相等、正比、反比等是困难的。我们可以用多次测量求平均值的方法，来减小误差。在要求多次测量取平均值的情况下，必然要求每次测量的有效数字位数相同，而当某次所测刚好与刻度线对齐时，记录结果要加一个或两个“0”来表示估读到分度值的下一位。 2、估读。估读是当指针（指针式仪器）或当被测物体末端（非指针式仪器）在相邻两刻度之间时，需要整刻度以外的部分读出来——即估读到分度值的下一位。 3、有效数字。物理实验总是有误差的，所得的结果是近似数。例如，用带有mm刻度的尺测得课本的长度是18.42cm，其中最末一位数字2是估算出来的，是不可靠数字，但是仍有意义，仍要写出来。这种带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字。 4、记录测量结果的方法。在有效数字中，数2.7、2.70、2.700的含义是不同的；它们分别代表二位、三位和四位有效数字。数2.7表示最末一位数字7是不可靠的，而数2.70和2.700则表示最末一位数字0是不可靠的，因此，小数最后的零是有意义的，不能随便舍去或添加。但是，小数的第一个非零的数字前面的0是用来表示小数点的位置的，不是有效数字。例如，0.92、0.08 5、0.0063都是两位有效数字。大的数目，如365 000，如果不全是有效数字，就不要这样写。可以写成有一位整数的小数和10的乘方的积的形式。如果是三位有效数字，就写成3.65×105，如果有四位有效数字，就写成3.650×105。 计算时有效数字的规则。许多物理量是从直接测量结果中计算出来的。测量结果既然是用有效数字表示的，在计算中就要遵守有效数字的规则：不可靠数字与别的数字相加减、相乘除，所得的结果也是不可靠的。最后的计算结果只能保留一位不可靠数字，但在计算过程中，可以保留两位不可靠数字，最后再四舍五入。 有效数字的规则相当复杂，不要求初中学生掌握。初中物理实验中求几次测量的平均值时，一般计算题中保留2位或3位数字即可。 二、课程标准和教材中对估读和多次测量取平均值的要求。 课程标准规定会测量温度、电流、电压、质量、体积、长度、力等的大小，教材选取了温度计、电流表、电压表、天平、量筒、刻度尺、停表、弹簧秤等8种刻度类测量器材，要求辨明器材的量程和最小分度值，正确地观察器材的读数，读取器材所显示的读数。 人教版教材对有效数字，没做要求，也没要求估读到分度值的下一位，这是因为日常生活中测量时是不估读的；教材指出日常生活中并不要求很精确，不必估读。而在物理实验中测量往往更精确些，这就需要估读到分度值的下一位。这里未要求一切物理测量都要估读，是因为中学物理实验中是否要估读到下一位要看需要和可能。 课程标准对有效数字和估读虽没做要求，却增加了“估测”的要求。“应该让学生学习
指针式仪表自动读数识别系统设计
指针式仪表自动读数系统设计 摘要 随着模式识别技术、计算机技术等多种技术的不断完善和发展，机器视觉获得了巨大的进步与发展。目前在许多企业中，存在着大量的仪表，仪表的读数都要靠人来完成，工作量很大而且误差率相对来说比较高，基于这个原因，设计了一个工业生产线在线检测数据数字化处理系统。首先通过摄像头采集仪表图像，通过传输装置以无线的方式把图像传输到电脑上，然后在电脑上通过matlab程序设计，处理图像，读取仪表的数据，然后用labview调用matlab程序，并设计一个显示界面，通过界面可以看到实时的数据与仪表图像以及在一段时间内数据的变化情况。最后通过labview访问access数据库，将读取的数据传入数据库中，便于被调用，最终实现检测数据的数字化处理。 关键词：机器视觉图像处理 Matlab Labview
Online testing data of industrial production line digital processing system design Abstract With the development of computer technology and pattern recognition technology,machine vision technology makes a great progress and develop- ment.At present,there are a lot of instrument in many enterprises.in- strument reading work need people to complete.So there are a lot of work to do and efficiency is very low,as the same time,error rate is quite high.For this reason,there design a online testing data of industrial production line digital processing system.First of all,there need to take Picture by camera.next,t hrough transmission device in wireless way to transmit the image to a computer.Then by matlab programming on the compu- ter,d ata processing images, read the meter.And then call matlab by labview and design a display interface.Through the interface can see the real-time data.At last,through labview access access database,and take the data into database.Finally,realize the testing data of the digital processing. Keywords：Machine vision image processing Matlab Labview
初中物理读数专题
-- 常用仪器读数专题 1、 分别读出图1中各刻度尺的读数 (1)图Ａ中木块的长度是_____＿㎝；(2)图B 中圆的直径是＿＿____㎝；(3）图C 中木块的长度是____㎝ 2、一架天平放在水平桌面上，天平的指针如图2所示，则应调节天平横梁右端的螺母向＿_边移动,直至指针指到_＿＿__时，才能用天平进行测量。测量时应将物体放在＿＿＿盘中，砝码放在＿_盘中，当调节游码的位置使天平再次平衡时,盘中的砝码和游码如图２所示，则待测物体的质量为＿__ｇ。 3、天平是用来测量_______的仪器,图3中所示天平的读数是＿＿___＿g 。 4、小明和sTs 小组同学为了探究家乡特产——“南珠”的物理特 性,他们精选了十几颗流沙镇产的珍珠进行实验,天平和量筒的示数分别如图4甲、乙所示,由图可知，珍珠的质量为______ｇ，体积为_＿_____cm 3 ,珍珠密度为___＿＿_＿_kg/ｍ３ . 5、如图5所示，图甲是用弹簧测力计测物体重力，则 物体重力是是＿＿＿_＿___N ；图乙是用弹簧测力计测物体在水平桌面上作匀速直线运动时的摩擦力，则物体受到的摩擦力是_＿_＿＿_N ；图丙中秒表的读数是__＿____＿s 。 ６.如图6所示，线圈长度为_____＿＿＿＿＿_cm,体温计的读数为_＿____＿___℃，汽车速度表读数为＿_____＿＿＿K ｍ/h 。 7.在用天平测量物体质量时，将天平放在水平台面上后,如图7甲所示,此时天平__＿_＿＿＿_边重,应该____＿__＿__＿_；天平平衡后，测量物体质量,如图乙所示,则物体质量为_＿__＿_____＿g 。 8.如图8所示,电流表示数为_＿_＿＿_＿__，电压表示数为__＿_____＿，电能表示数为______＿___。 ９．如图９所示,秒表读数为＿___＿__＿_＿，弹簧测力计读数为__________＿,金属块体积为_______＿___。 ? １0.请你读出图10中所示的各测量工具的示数,并把它们填写在下面的横线上:木块的长度是_＿＿_____;物体的重力为＿_＿＿_＿____；温度计的示数是_______。 11.实验室用托盘天平来测量物体的质量,如图11甲所示，烧杯和水的总质量是__＿__g 。图乙是市场上最常见的台秤，图中的读数是＿_＿＿。 图A 图B 图C 图2 图3 图4 图6 图8 图9 图甲 图乙 图5 图丙 图10 甲 乙 图11 图7
主要仪器仪表的读数方法(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑 主要仪器仪表的读数方法 一、游标卡尺与螺旋测微器的读数 1）不论是哪种测量仪，测量值=主尺读数+游标尺读数×最小精度。游标卡尺主尺的读数读游标尺零刻度线左侧一格（注意不要读成游标尺边框左侧一格）。游标尺的读数为游标尺与主尺对齐的刻度线格子数。游标尺上有10小格的即为10分度尺，最小精度为10的倒数，即0.1mm；依次类推：20分度尺的最小精度为0.05mm，50分度尺的最小精度为0.02mm，螺旋测微器的最小精度为0.01mm。 2）读数时都应以毫米为单位（注意游标卡尺的主尺上标注的数字以cm为单位），作答时按要求换算。 3）螺旋测微器读数时，必须估读，以毫米为单位，一定是三位小数（故名千分尺）。游标卡尺不要估读。以毫米为单位，十分度（0.1mm）的只有一位小数，二十分度(0.05mm)和五十分度(0.02mm)的应有两位小数。 【读数练习】 1．用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数情况如图21-1所示，则测量结果应该读作mm 。 2.有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度，如上右图所示，图示的读数是mm。 3. 一游标卡尺的主尺最小分度为1mm，游标上有10个小等分间隔，现用此卡尺来测量工件的直径，如下左图所示。该工件的直径为___________mm。
４．使用游标为10个小等分刻度的游标卡尺测量一物体的尺寸，得到上右图中的游标卡尺的读数，由于遮挡，只能看到游标的后半部分，图中游标卡尺的读数为cm； ５．已知不同的工具测量某物体的长度时，有下列不同的结果：A．2.4cm B．2.37cm C．2.372cm D．2.3721cm 其中，用最小分度值为厘米的刻度尺测量的结果是________；用游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果是 _________。
初中物理读数专题训练
常用仪器读数专题 1、分别读出图1中各刻度尺的读数 (1)图A中木块的长度是______㎝；(2)图B中圆的直径是______㎝；(3)图C中木块的长度是____㎝ 2、一架天平放在水平桌面上， 天平的指针如图2所示，则应调节天平横梁右端的螺母向＿＿边移动，直至指针指到＿＿＿＿＿时，才能用天平进行测量。测量时应将物体放在＿＿＿盘中，砝码放在＿＿盘中，当调节游码的位置使天平再次平衡时，盘中的砝码和游码如图2所示，则待测物体的质量为＿＿＿g。 3、天平是用来测量_______的仪器，图3中所示天平的读数是______g。 4、小明和sTs小组同学为了探究家乡特产——“南珠” 的物理特性，他们精选了十几颗流沙镇产的珍珠进行实 验，天平和量筒的示数分别如图4甲、乙所示，由图可 知，珍珠的质量为______g，体积为_______cm3，珍珠密 度为________kg/m3． 5、如图5所示，图甲是用弹簧测力计测物体重力，则物体重力是是________N；图乙是用弹簧测力计测物体在水平桌面上作匀速直线运动时的摩擦力，则物体受到的摩擦力是______N；图丙中秒表的读数是________s。6．如图6所示，线圈长度为___________cm，体温计的读数为__________℃，汽车速度表读数为_________Km/h。 7．在用天平测量物体质量时，将天平放在水平台面上后，如图7甲所示，此时天平________边重，应该____________；天平平衡后，测量物体质量，如图乙所示，则物体质量为___________g。8．如图8所示，电流表示数为_________，电压表示数为_________，电能表示数为__________。 9．如图9所示，秒表读数为__________，弹簧测力计读数为___________，金属块体积为___________。 图A 图B 图C 图2 图3 图4 图6 图8 图9 图甲图乙 图5 图丙 图7
常见工程测量仪器的使用
常见工程测量仪器的使用 水准仪广泛用于建筑行业，是测量水平高低的仪器，具有精度高、使用方便、快速、可靠等优点，使用在引测、大面积场地测量、楼面水平线标志、沉降观测等。现介绍水准仪的使用方法。 一、水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准 器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手 轮8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。 计算公式：两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b ’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。 四、保养与维修： 1．水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用； 2．避免阳光直晒，不许可证随便拆卸仪器；
3．每个微调都应轻轻转动，不要用力过大。镜片、光学片不准用手触片； 4．仪器有故障，由熟悉仪器结构者或修理部修理； 5．每次使用完后，应对仪器擦干净，保持干燥。 经纬仪是测量的主要仪器，可用以测量水平角、竖直角、水平距离和高差： 第一节水平角测量原理 地面上两相交直线之间的夹角在水平面上的投影，称为水平角。如图3—1，在地面上有A、O、B三点，其高程不 同，倾斜线0A和OB所夹的角AOB是倾斜面上的角。如果通过倾斜线OA，OB分别作竖直面，与水平面相交，其交线。 oa与ob所构成的角aob，就是水平角。
初中物理刻度类器材的读数问题
初中物理刻度类器材的 读数问题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
初中物理实验器材读数要求 初中物理用于测量的带刻度类物理器材有：温度计、 电流表、电压表、天平、量筒、刻度尺、停表、弹簧秤共 计8种。 八种测量器材使用方法各不相同，但作为都是刻度类 测量器材它们在使用方法上又具有四个相同点：（1）使 用前调零，（2）注意量程，（3）分度值，（4）读数时 要平视。 1、温度计。教材“认清温度计的分度值，以便用温度计测量时可以准确读出温度值”，不要求估读到分度值的下一位及多次测量求平均值。课标要求“会测量温度”，“能说出生活环境中常见的温度值”，发展学生的估测能力。教学时要求学生使用温度计（不管哪种）前观察它的量程和认清它的分度值。如图1中，温度计的分度值为20C，虽然水银柱在50~52之间，但靠近52，根据就近读数的原则，示数是520C。 2、电流表、电压表。课标“会使用电流表和电压表”教材中要求“在读数据之前，要先确认你使用的 量程，然后根据量程确认每个大格 和每个小格所表示的值”。没有提及 估读到分度值的下一位及多次测量 取平均值的问题。如图2所示若两表所用 都是小量程，电流表的分度值0.02A，电 压表的分度值0.1V；虽然电流表的指针在 0.36~0.38之间但靠近0.36，电压表的指针在 2.5~2.6之间但靠近2.5，根据就近读数的原则，电流表的示数0.36A，电压表的示数 2.5V，不要求估读到分度值下一位。 3、天平。课标“会测固体和液体的质量”“分别说出质量为几千克、几克的一些物品”没有限定使用哪种工具，有较灵活的选择余地，发展学生的估测能力。教材“观察天平的称量以及游码标尺上的
一文看懂常用测量仪器的使用及其作用
一文看懂常用测量仪器的使用及其作用 测量仪器必须经过检定且在检定周期内方可投入使用，是保证工程质量，加快工程进度，减轻劳动强度，为作业机具自动化创造条件。随着建筑业的发展，工程规模日益扩大，建筑物的高度不断增加，施工机械化和自动化程度不断提高，激光测量仪器得到了迅速发展，被广泛使用于各种施工测量中，并对测量工作提出了更高的要求。 一、常用测量仪器及其作用 水利水电工程施工常用的测量仪器有水准仪、经纬仪、电磁波测距仪、全站仪、全球定位系统(GPS)等。 (一)水准仪分类及作用 水准仪按精度不同可分为普通水准仪和精密水准仪，国产水准仪按精度分有DS05、DS3、DS10等。工程测量中一般使用DS3型微倾式普通水准仪，D、S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母，数字3表示该仪器精度，即每公里往返测量高差中数的偶然中误差为±3mm。另外还有自动安平水准仪、数字水准仪等。 水准仪用于水准测量，水准测量是利用水准仪提供的一条水平视线，借助于带有分划的尺子，测量出两地面点之间的高差，然后根据测得的高差和已知点的高程，推算出另一个点的高程。 (二)经纬仪分类及作用 经纬仪按精度不同可分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D、J分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，数字07、1、2、6、10表示该仪器精度。按读数装置不同可分为两类：测微尺读数装置;单平板玻璃测微器读数装置。 经纬仪是进行角度测量的主要仪器。它包括水平角测量和竖直角测量，水平角用于确定地面点的平面位置，竖直角用于确定地面点的高程。另外，经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。 (三)电磁波测距仪分类及作用 电磁波测距仪按其所采用的载波可分为：用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪;用激光作为载波的激光测距仪;用红外光作为载波的红外测距仪，后两者又统称为光电测距仪。 电磁波测距仪是用电磁波(光波或微波)作为载波传输测距信号，以测量两点间距离的。一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量等。
仪器仪表的读数
仪器仪表的读数 一、刻度尺 1.使用刻度尺前要注意观察它 的、、； 2.用刻度尺测量长度时，尺要沿着所测的直线，不利用磨损 的，读数时视线要与尺面，在精确测量时， 要估读到分度值的； 3.测量结果由和组成； 4.测量钢丝的直径，如图所示，把细钢丝在铅笔上紧密排绕33圈， 则这个线圈的长度为cm,这个细钢丝的直径为 cm。 二、速度计 5.如图所示，是汽车上的速度计，其读数是，中间两行数 字是。 三、温度计 6.使用前（1）观察它的，（2）认清它的； 使用时（1）温度计的要浸入被测的液体中，不要碰到容器或容器，（2）温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍侯一会儿，带温度计的示数后再读数，（3）读数时玻璃泡要被测液体中，视线与温度计中液柱的相平。 7.实验用温度计、体温计、家用寒暑表的测温范围分别是、 ；分度值分别是、、。 8.如图所示，体温计的读数是。 四、天平 9.使用方法：（1）把天平放在上，把游码放在 标尺端的处， （2）调节横梁端的，使指针指在 分度盘的处，这时横梁平衡， （3）把被测物体放在盘，用向盘里加减砝码并调节在标尺上的位置，直到横梁重新平衡，这时盘中砝码的总质量游码在标尺上所对的刻度值，就等于被测物体的质量。 10.如图所示，用调好的天平测某物体的质量，天平重新平衡 时，所用砝码及游码在标尺上的位置，则此物体的质量为 kg。 五、量筒 11.液体的用量筒测量，图示量筒的量程是，一大格表示， 分度值是，量筒里水面是凹形的，读数时视线要跟相 平。1cm3= ml= m3。 六、弹簧测力计 12.弹簧测力计的原理是，使用时先要看 清和分度值，图示弹簧测力计的读数是。 七、压强计 13.压强计是测的仪器；当金属盒上的橡皮膜受到
实验一常用仪器使用
实验一常用仪器的使用 一、实验目的 （1）了解双踪示波器、函数信号发生器、数字万用表的原理框图和主要技术指标。 （2）掌握用双踪示波器测量信号的幅度、频率和相位。 （3）掌握万用表的正确使用方法。 二、实验仪器 （1）双踪示波器; （2）低频信号发生器； （3）数字式（或指针式）万用表。 三、实验原理 在电子技术实验里，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，最常用的电子仪器有：示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表、数字式（或指针式）万用表等。它们之间的连接方式如下图所示。 静态偏置 输入信号 输出信号静态测量 图1-1电子技术实验中测量仪器、仪表连接框图 示波器：用来观察电路中各点的波形，以监视电路是否正常工作， 同时还用于测量波形的周 期、幅度、相位差及观察电路的特性曲线等。 函数信号发生器：为电路提供各种频率和幅度的输入信号。直流稳压电源：为电路提供电源。 数字式（或指针式）万用表： 用于测量电路的静态工作点和直流信号的值等。 四、实验内容及步骤： 熟悉仪器（仪器使用简单步骤见附录） 1.学会正确使用函数信号发生器 2.学会正确使用数字示波器 3.熟悉并学会使用数字式万用表 4.熟悉模拟电路实验箱五、实验步骤 实验电路函数信号发生器双踪示波器 直流电源 万用表
1、使用函数信号发生器输出频率的调节方法 （1）使用Sine按键，波形图标变为正弦信号，并在状态区左侧出现“Sine”字样。按Sine 频率/周期频率，设置频率参数值。配合面上的“频率调节”旋钮可使信号发 生器输出频率在1HZ~10MHZ的范围改变。 屏幕中显示的频率为上电时的默认值，或者是预先选定的频率。在更改参数时，如果当 前频率值对于新波形是有效的，则继续使用当前值。若要设置波形周期，则再次按频率/ 周期软键，以切换到周期软键（当前选项为反色显示）。 使用数字键盘，输入所需的频率值。直接输入所选参数值，然后选择频率所需单位，按 下对应于所需单位的软键。也可以使用左右键选择需要修改的参数值的数位，使用旋钮改变该数位值的大小。 （2）根据手册通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、相位，可以得到不同参数 值的正弦波。 2、双踪示波器的使用 (1)使用前的检查与校准 （2）交流信号电压幅值的测量 使低频信号发生器信号频率为1kHz、信号幅度为5V，适当选择示波器灵敏度选择开关“V/div”的位置，使示波器屏上能观察到完整、稳定的正弦波，则此时上纵向坐标表示每格的电压伏 特数，根据被测波形在纵向高度所占格数便可读出电压的数值，置于表1-1 中要求的位置并测出其结果记入表中。 表1-1 函数信号发生器输出电压100mV 500mV 5V 20V（或者最大 值） 示波器垂直档位 （V/div） 峰峰波形高度（格） 峰峰电压值（v）（计 算） 电压有效值（V） 示波器峰峰电压值 读数（MEASURE） 分析误差： 注意：若使用10：1 探头电缆时，应将探头本身的衰减量考虑进去。 (3) 交流信号频率值的测量 将示波器扫描速率中的“微调”置于校准位置，在预先校正好的条件下，此时扫描速率开关 “t/div”的刻度值表示屏幕横向坐标每格所表示的时间值。根据被测信号波形在横向所占 的格数直接读出信号的周期，若要测量频率只需将被测的周期求倒数即为频率值。按表1-5 所示频率，由信号发生器输出信号，用示波器测出其周期，再计算频率，并将所测结果与已 知频率比较。 表1-2 函数信号发生器 输出信号频率 100Hz 1KHz 10KHz 1MHz 示波器水平档位 （t/div） 一个周期占有的 水平格数（格） 信号频率（计算）
巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统
巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统 摘要：巡检机器人能自动识别仪表设备的状态，先准确定位图像中的仪表设备，在此基础上，实现了仪表读数的自动识别。 关键词：巡检机器人；仪表读数识别；指针提取 巡检机器人主要在户外工作，仪器识别算法需适用于各种不同的光照和天气 情况，基于此，本文提出了一种迭代最大类间方法，解决了由光照或镜面反射引 起的仪器图像过亮或过暗时指针提取问题；提出基于Hough变换的指针角度计算 方法，推导了指针角度与仪表读数间的函数关系，实现了指针仪表读数的自动识别。 一、仪表识别算法概述 变电站的仪表多数安置在室外，巡检机器人采集的仪表图像通常受到环境的 影响。现有的识别算法为，利用仪表表盘的形状特征，通过模板匹配或椭圆拟合 确定仪表表盘在图像中的基本位置及区域范围。其算法虽具备一定实时性和鲁棒性，但并不适用于巡检机器人采集到的变电站仪表图像。这是因变电站设备结构 复杂，在机器人采集到的图像中，背景紊乱，并不仅包含仪表区域，还同时囊括 了其它设备。在指针识别方面，通常在获取仪表表盘的子图像后，再使用多种的 图像处理方法提取仪表指针的位置及指向方向。另外，智能机器人能自动实现对 仪表设备的状态识别，必须进行仪表设备在图像中的准确定位，在这基础上，实 现仪表读数的自动识别。 二、指针式仪表读数识别 1、指针区域提取。在仪器图像采集过程中，由于受仪器玻璃的光照条件或镜面反射的影响，很难提取仪器指针等特征信息，从而影响仪器的读数识别。因此，在提取指针区域前，需要去除噪声，增强高通图像。为后续指针中心线的精确提 取提供清晰的图像，从而提高仪器识别的精度。 1)表盘图像去噪。由于仪器图像在采集过程中会受到噪声的干扰，可采用图 像平滑的方法来降低噪声对仪器图像质量的影响。如果平滑窗口太大或太小，仪 器图像的细节将变得模糊或边界轮廓将被破坏。本文采用5*5方形窗口的中值滤 波去除图像噪声，不仅达到了去噪的目的，而且保持了图像的细节信息。 2)高通增强。为了提高背景与目标区域的灰度差，准确提取指针区域，采用Butterworth高通滤波器对仪器图像进行增强，抑制低频信息。 3)目标分割。最大类间方差是一种常用的自适应目标阈值分割算法，对背景 清晰的普通图像具有良好的分割效果，但在对前后景灰度变化不大的情况下，很 难实现目标提取。 在实际变电所采集的指针式仪表灰度图像二值化阈值分割过程中发现，当仪 表图像在过亮或过暗的光照条件下采集时，目标区域和背景区域的灰度变化很小。采用传统的最大类间方差法进行二值阈值分割后，二值图像中存在较大的黑白区域，无法从仪表表盘区域正确分割，严重影响了后续的指针提取。 鉴于这种现象，在指针区域无法分割的过亮或过暗仪器图像中，背景和目标 间的最大类间方差值较小。当最大类间方差在区间范围内时，可正确地实现分割，否则分割失败。最大类间方差可作为衡量指针目标提取是否准确的标准。基于此 准则，本文提出了一种迭代的最大类方差方法。采用最大类间方差法对仪器灰度 图像进行第一阈值分割时，最大类间方差在其范围内，相应的阈值为最优阈值， 否则将第一阈值分割中划分的目标类作为第二最大类间方差阈值分割的对象，判