水表作为衡量用水量的器具,是流量检测领域应用最广的计量仪表之一。目前,水表是家庭用“三表”当中,自动化检定程度最低的仪表。水表的自动化检定存在水表类型较多、外形不一致、表盘中检定位置难以定位等问题。本文以现有检定装置为基础,结合水表工作原理,利用图像处理算法,开发和设计了一套基于机器视觉技术的水表全自动检定系统,使得水表大规模全自动检定成为可能。本课题的主要研究内容包括:1.设计并搭建一台全自动水表检定装置,编写了检定控制软件。在现有基于激光传感器的水表检定装置基础上,设计了水表夹具、调姿工位以及多水表联动装夹机构;增加了可移动式激光传感器机构;引入机器视觉技术并结合机械手自动上下料,实现了水表从安装到检定硬件装置实物搭建。在此基础上,开发了一套符合水表检定标准的自动化检定控制流程及水表信息管理程序。包括编写硬件检定装置的流程控制程序,使用SQLite建立水表检定信息数据库,实现了水表检定装置的自动控制及检定结果的历史追溯。2.采用三帧差分算法针对不同水表梅花转子的位置进行动态提取。针对不同水表表盘差异,使用三帧差分法与基于混合高斯背景建模的背景减除法动态实现对梅花转子区域的检测提取,对比检测结果显示三帧差分法不仅可实现对梅花转子的实时提取,且在气泡干扰下该算法仍能够实现有效提取。3.使用CSS角点检测及凸包提取算法实现对激光传感器采样点的精确定位。使用Canny检测算子对梅花转子进行边缘提取,利用CSS算法对梅花转子边缘图像进行特征点提取,对特征点进行凸包提取与重心坐标计算,根据梅花转子几何特征,建立以重心为极点的极坐标系,结合圆参数方程公式,计算出采样点坐标。将本算法得到的采样点像素坐标与图像精确测量软件得到的理想坐标进行对比,结果表明本算法定位误差在1.91个像素以内。通过对多组水表进行重复性定位实验,表明激光点定位重复误差不超过0.37mm。通过实际检定样机系统运行及误差实验,结果显示与人工检测结果误差不超过0.54%,表明本检定系统符合检定规程要求,可实现水表的全自动检定。