使用实时视频源监视Python中的模拟量规

Question

我希望这里有人可以帮助我解决这个问题。 我试图找出一种很好的方法，当看起来像这样的压力表达到一定的可变压力时，使用实时视频供稿运行python 0script。

我非常有信心，因为将压力计安装在图像框架中的固定位置上应该不会太困难，但是这种东西是新手，真的不知道从哪里开始。

有什么建议么？ 提前致谢！

Answer 1

这个问题可能比您想象的要难得多。 通常，人们使用OpenCV解决图像处理/模式识别问题。 文档中提供了许多关于Python的出色教程。

从根本上讲，您的问题是弄清楚针的旋转角度。 然后从那里可以计算出压力是多少。 如果幸运的话，您可以使用特征检测+全息照相术找到针头，然后计算角度。 但是我怀疑这种图像会导致特征检测。

模板匹配可以找到针，但是它对旋转非常敏感，因此您必须生成大量具有不同针角度的模板，然后每次想要读取压力时都要遍历所有模板。

使用电子压力表读取压力可能会更快，更便宜且更容易。 您可以通过多种方法将电子仪表的输出输入Python。 某些仪表可以连接到网络。 有些可以作为串行端口与RS232 / 422或USB通信。

如果您可以找到带有数字显示屏的仪表，则进行某种OCR /模板匹配以从摄像机读取显示屏会更加简便。

编辑：

@jeremy arsenault的评论促使我想到了另一种解决方案。 如果您主要专注于检测指针何时超过阈值，则可以寻找表盘的前缘。 您可能会更看向没有指示器的表盘中央。

这种图像确实很容易将其转换为黑白阈值。 表盘是黑色的，背景（至少朝向中间）是白色的。 对图像进行某种形态和阈值处理后，您可以寻找表盘的黑色像素。 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白。 初始图像非常干净，但是如果您是从相机中抓取的，则可能必须先进行一些模糊形态处理，然后再设置阈值以确保在不需要的地方没有杂散的黑色像素。 第二张图像有一个叠加的圆圈，您可以在其中寻找黑色像素。 您可以找到前缘，后缘以及平均值，以获得相当精确的中心值。

一些更多的实现细节/伪代码。 对于计算机图像，原点通常在左上角，+ y向下。 另外，我定义了随着压力增加而增加的角度θ。 圆的参数方程为

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

theta0是使压力为零的偏移角度（对于所示压力计，该角度为-45度左右。寻找针头的蛮力方法是开始从零开始扫掠角度，然后逐渐增大，直到在x，y处找到黑色像素为止。持续增加，直到在x，y处找到一个白色像素为止，两个角度的平均值给出了针的中心，您应该能够计算压力。