隨著工業(yè)自動(dòng)化和智能化的快速發(fā)展，翻板液位計(jì)作為一種廣泛應(yīng)用的液位測(cè)量設(shè)備，其市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。2025年，隨著無(wú)人值守場(chǎng)景的增加和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，翻板液位計(jì)的智能化升級(jí)成為行業(yè)發(fā)展的重要方向。本文提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的翻板液位計(jì)實(shí)時(shí)讀數(shù)識(shí)別方法，通過(guò)高精度攝像頭和先進(jìn)的圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)液位計(jì)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)讀取，為翻板液位計(jì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了新的解決方案。
《2025-2030年中國(guó)翻板液位計(jì)市場(chǎng)專題研究及市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)評(píng)估報(bào)告》翻板液位計(jì)(磁性浮子式液位計(jì))基于浮力原理和磁性耦合作用，通過(guò)磁性浮子的上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)紅白翻柱翻轉(zhuǎn)，從而指示液位高度。盡管其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，但傳統(tǒng)的翻板液位計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、遠(yuǎn)距離識(shí)別和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。隨著無(wú)人值守場(chǎng)景的增加，如現(xiàn)代艦船機(jī)艙等，對(duì)液位計(jì)的智能化需求日益迫切。
(一)字符檢測(cè)
翻板液位計(jì)市場(chǎng)分析字符檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)翻板液位計(jì)自動(dòng)化讀數(shù)的關(guān)鍵步驟。本文采用改進(jìn)的DB-FFT方法，結(jié)合可微二值化(DB)模塊和快速傅里葉變換(FFT)，對(duì)液位計(jì)面板中的字符進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)設(shè)定自適應(yīng)閾值，提升網(wǎng)絡(luò)性能，并利用字符位置分布特征，優(yōu)化字符檢測(cè)的準(zhǔn)確性和完整性。
(二)字符識(shí)別
字符識(shí)別采用卷積循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CRNN)模型，該模型通過(guò)CNN提取圖像特征，結(jié)合RNN進(jìn)行序列預(yù)測(cè)，并通過(guò)CTC翻譯層輸出最終結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明，CRNN模型在翻板液位計(jì)字符識(shí)別中表現(xiàn)出色，識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá)99%。
(三)液位指示位置識(shí)別
液位指示位置識(shí)別是通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析方法實(shí)現(xiàn)的。靜態(tài)分析法基于顏色像素計(jì)算，將圖像轉(zhuǎn)換到HSV顏色空間，識(shí)別暗色磁浮子區(qū)域。動(dòng)態(tài)分析法則通過(guò)連續(xù)兩幀圖像的像素相減，識(shí)別變化區(qū)域，從而確定液位指示位置。
基于字符檢測(cè)與識(shí)別結(jié)果，通過(guò)計(jì)算圖像中兩個(gè)已知字符位置之間的刻度值，結(jié)合液位指示位置，實(shí)現(xiàn)液位讀數(shù)的實(shí)時(shí)計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在誤差小于1cm時(shí)，讀數(shù)準(zhǔn)確率可達(dá)99%;在誤差小于0.5cm時(shí)，讀數(shù)準(zhǔn)確率仍可達(dá)92%。
實(shí)驗(yàn)采用ICDAR2015數(shù)據(jù)集和自標(biāo)注的翻板液位計(jì)面板數(shù)據(jù)集進(jìn)行模型訓(xùn)練與驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的DB-FFT方法在字符檢測(cè)方面優(yōu)于傳統(tǒng)DB方法，加入自標(biāo)注數(shù)據(jù)集后，模型收斂更快，檢測(cè)準(zhǔn)確率更高。字符識(shí)別及讀數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確率分析表明，該方法在實(shí)際應(yīng)用中具有較高的精度和效率。
五、總結(jié)
本文提出的基于機(jī)器視覺(jué)的翻板液位計(jì)實(shí)時(shí)讀數(shù)識(shí)別方法，通過(guò)改進(jìn)的DB-FFT字符檢測(cè)方法和CRNN字符識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)了液位計(jì)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)讀取。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在識(shí)別速度和精度方面均表現(xiàn)出色，能夠有效提高翻板液位計(jì)的讀數(shù)效率，降低人工成本，為翻板液位計(jì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了有力支持。未來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，翻板液位計(jì)的智能化應(yīng)用將更加廣泛，為工業(yè)自動(dòng)化和無(wú)人值守場(chǎng)景提供更高效的解決方案。
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