1 导言
跟着主动化流水线逐步遍及，许多工厂的设备需求更新换代。可是，有些旧式的设备功用无缺，如经简略晋级改造，仍可发挥巨大作用，然后进步设备运用率。
CCD在旧式外表改造中可用于完结旧式检测设备的实时监测功用，运用CCD对传统的机械表盘进行图画辨认，用核算机替代人眼完结读数以及判别作业，减轻了作业人员读数并进行数据处理等冗杂的作业，进步了监测功率，完结了实时在线监测及报警。
2 体系作业原理
如图1所示，该CCD检测体系首要由CCD摄像机、卡座、光源、图画收集卡，核算机以及输出设备组成。机械表盘和CCD摄像机被卡座固定，卡座内部自带光源，以避免外部环境改变影响图画质量，得到相对安稳的图画，简化核算机处理进程，使软件愈加简略牢靠。得到的图画经过图画收集卡进行A/D转化．传输到核算机进行软件处理和辨认，由核算机对取得的图画进行读数并对收集数据进行检测、监控等作业。
因为该设备把机械表盘的信息主动读取到核算机里，因而，用核算机替代人工进行许多处理作业。如，屡次读数进行差错剖析和处理；设置值进行预警监控；可长途主动监控风险场所等。
3 挑选相关硬件设备
3．1 光源挑选及卡座规划
可选数只LED发光二极管均匀安装在卡座内壁四周；也可选圆环状、照度好的节能灯管，避免光源直射CCD镜头，光源面临CCD镜头的一面要有遮挡。这样规划光源和卡座，能够确保光线能均匀的照在表盘上，有利于CCD取得高质量的图画，避免部分CCD单元呈现饱满现象使图画部分泛白而影响图画处理。
3．2 CCD及镜头选取
依据表盘自身精度挑选CCD，确保图画能分辩表盘最小刻线，且表盘归于小视场，故挑选小尺度一般分辩率的CCD即可。CCD镜头合作表盘巨细及视场选取，核算公式如下：
同理：
式中，L为视场，HL为视场的水平方向，VL为视场的笔直方向，f为焦距。
4 图画处理软件的规划
因为表盘离CCD镜头近、视场小，归于近轴光成像，图画形变小。预先处理可只进行简略地滤波去噪。因为VC++简洁便利，因而，处理程序以Windows操作体系为渠道，在VC++的环境下开发。
5 边际检测
经过边际检测可得到表针的边际信息，使图画的概括愈加杰出，一起边际以外区域坚持原样。边际检测与增强处理削弱了图画的低频部分，处理后的图画亮度坚持不变，像素值改变缓慢的区域坚持不变，而像素值改变剧烈的区域被杰出。常用的边际检测办法有平移和差分边际增强、梯度方向边际增强、Laplace边际增强和Sobel边际检测。
5．1 Robert检测算子
Robert算子是在2×2邻域上核算对角导数，即：
5．2 Krisch边际检测算子
Krisch边际检测算子运用8个模块来确认梯度起伏值和梯度的方向，即表明为：
如上所示，该算子对图画中的每个点都用8个卷积核进行卷积，每个卷积核对某个特定边际方向作出最大呼应，一切8个方向中的最大值作为边际图画的输出。
Krisch算子是一阶微分算子，用于检测图画的阶跃性边际，算法简略、编程便利，对带噪声的边际较灵敏，有时会构成假概括或生成某些并不存在的边际点，关于房顶型边际无效，其作用图加图3所示。
该Laplace算子的零交叉点也可作为图画的阶跃型边际点，而其极小值点可作为图画的房顶型边际。一起，因为噪声点对边际检测有必定影响，所以该算子是作用较好的边际检测器，其作用图如图4所示。
5．4 Sobel检测算子
Sobel检测算子是由两个卷积构成，即：
该算子将方向差分运算与部分均匀相结合，在以f(x，y)为中心的3×3的邻域上核算x和y方向的偏导数，即：
（5）
式(5)使用了f(x，y)邻域的图画强度的加权均匀差值。其梯度起伏为：
Sobel算子以为，邻域的像素对当时像素发生的影响不是等价的，所以间隔不同的像素具有不同的权值，对算子成果发生的影响也不同。一般间隔越远，发生的影响越小。其作用图如图5所示。
6 外表盘的示值图画处理的相关算法
外表盘的示值图画处理的相关算法首要包含二值化处理、投影法辨认等。为了从杂乱图画中提取特定的区域和信息。需求对图画进行简化和切割，将布景(不感兴趣的区域)和物体(感兴趣的区域)分隔。
最常用的图画切割办法是把图画灰度分红不同的等级，然后用设置灰度门限(阈值)将图画二值化，切割出有含义的区域，使得有用的信息均转化为黑色，而无用的信息被除掉转化为白色。对指示表图画来说有含义的区域是灰度值较小(较暗)的指针，而其他灰度值较大(较亮)的表盘是不感兴趣的区域。因为实践情况下指示表的指针和表盘查有较大的对比度，因而在均匀的光照条件下，很简略主动查找出一个较为合理的阈值将图画二值化，灰度值大于该阈值的点变为白色，不然变为黑色。
该规划体系选用如下阈值选取算法：首要随机确认一个阈值T(T≠0)，然后别离求出灰度大于T的像素的灰度均匀值v1和灰度小于T的像素的灰度均匀值 v2；再求出T’=(v1+v2)P2。确认一个停止条件，如ε=0．001，判别是否|T’-T|ε。假如不满意，则用T’替代T继续进行下一轮运算；假如满意，则跳出循环，且以T’作为终究的阈值。
将二值化后的表盘图画中的各个像素从中心沿半径向圆周投影，投影的长度代表该方向上黑色像素的个数，投影最长的点应是指示表指针地点的方位，找到该点就能够经过对应联系求出指示表的读数。
7 结束语
该体系硬件部分简略，软件算法牢靠性高，具有很高的通用性，关于不同的机械表盘，依据不同的需求增加相应的程序功用模块，挑选不同口径的卡座，经简略调试就能够运用。简洁易完结，在生产进程中具有广泛的使用价值。
