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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种基于模版语义关键点匹配的指针式仪表读数识别方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119380356B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411449724.4，技术领域涉及：G06V30/19；该发明授权一种基于模版语义关键点匹配的指针式仪表读数识别方法是由李龙飞;才振功设计研发完成，并于2024-10-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于模版语义关键点匹配的指针式仪表读数识别方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于模版语义关键点匹配的指针式仪表读数识别方法，该方法包括：基于收集的指针式仪表图像构建目标检测数据集、语义匹配数据集和类别模版数据集；构建并训练目标检测模型与语义匹配模型；将待识别指针式仪表图像输入到训练好的目标检测模型中，获取实例位置与类别以及指针末端位置；将实例图像和类别模版图像输入至训练好的语义匹配模型中，获取类别模版关键点在待识别实例图像中的语义匹配点；对类别模版关键点在待识别实例图像中的语义匹配点进行单应性变换，并根据类别模版关键点及其具体的刻度值信息和指针末端位置计算仪表读数。本发明能够在复杂环境中获取更准确的仪表读数，有利于提高读数识别的鲁棒性和泛用性。

本发明授权一种基于模版语义关键点匹配的指针式仪表读数识别方法在权利要求书中公布了：1.一种基于模版语义关键点匹配的指针式仪表读数识别方法，其特征在于，包括以下步骤： 1收集指针式仪表图像，并按照仪表的外观和量程信息对其进行分类；之后基于指针式仪表图像构建目标检测数据集、语义匹配数据集和类别模版数据集； 2构建目标检测模型与语义匹配模型，并使用目标检测数据集对目标检测模型进行训练，使用语义匹配数据集对语义匹配模型进行训练，获得训练好的目标检测模型与语义匹配模型；所述步骤2中，构建语义匹配模型具体包括： 选用CHMNet作为语义匹配模型的基础结构，该语义匹配模型包括高维相关计算模块、卷积霍夫匹配模块和流场与关键点转换模块，其中，所述高维相关计算模块包括特征提取器、多尺度处理模块和尺寸调整层；所述卷积霍夫匹配模块包括第一卷积霍夫匹配层、最大池化层和第二卷积霍夫匹配层；所述流场与关键点转换模块包括流场构建模块和关键点转换模块，所述流场构建模块通过使用高斯核soft‑argmax运算实现，所述关键点转换模块通过加权的软采样器实现； 将待识别仪表实例图像和模版图像输入至语义匹配模型中，先经过高维相关计算模块的特征提取器，得到两图像对应的多尺度特征图；两图像对应的多尺度特征图通过多尺度处理模块进行相关性计算，得到多尺度特征相关张量；多尺度特征相关张量通过尺寸调整层进行插值运算，以将不同尺度的特征相关张量调整为统一的空间尺寸；高维相关计算模块输出的空间尺寸统一的多尺度特征相关张量送入卷积霍夫匹配模块，先经过第一卷积霍夫匹配层进行投票，以确定各特征在平移空间和缩放空间中的候选匹配，得到各尺度特征图每个位置上的第一匹配分数张量；所有尺度特征图每个位置上的匹配分数张量通过最大池化层保留各尺度特征图每个位置得分最高的候选匹配，得到各尺度特征图每个位置上的第二匹配分数张量；所有尺度特征图每个位置上的第二匹配分数张量通过第二卷积霍夫匹配层进行聚合和细化，得到两图像对应的最终匹配分数张量；两图像对应的最终匹配分数张量依次经过流场构建模块和关键点转换模块，通过流场构建模块的高斯核soft‑argmax运算得到稠密流场，表示模版图像中每个像素到待识别仪表实例图像中相应像素的映射关系；再通过关键点转换模块的加权的软采样器从稠密流场中计算每个模版图像中每个模版关键点与待识别仪表实例图像中所查询的语义关键点之间的最终匹配结果，即与模版关键点语义对应的语义匹配点； 3将待识别指针式仪表图像输入到训练好的目标检测模型中，获取仪表实例位置与类别以及指针末端位置； 4根据仪表实例位置将待识别指针式仪表图像裁剪为待识别仪表实例图像，根据仪表实例类别在类别模版数据集中选取对应的类别模版图像和类别模版关键点；将待识别仪表实例图像和类别模版图像输入至训练好的语义匹配模型中，获取类别模版关键点在待识别仪表实例图像中的语义匹配点； 5对类别模版关键点在待识别仪表实例图像中的语义匹配点进行单应性变换，并根据类别模版关键点及其具体的刻度值信息和指针末端位置计算仪表读数；所述步骤5包括如下子步骤： 5.1根据类别模版关键点及其在待识别仪表实例图像中的语义匹配点，使用随机抽样一致法计算待识别仪表实例图像相对于类别模版图像的单应矩阵： ； 其中，表示类别模版图像中的类别模版关键点，表示待识别仪表实例图像中的语义匹配点； 5.2对通过目标检测模型得到的指针末端位置的坐标使用步骤5.1得到的单应矩阵计算单应性变换后的指针末端位置坐标； 5.3基于类别模版关键点和单应性变换后的指针末端位置坐标，以模版指针旋转中心点为起点，单应性变换后的指针末端位置坐标为终点，得到指针向量；以模版指针旋转中心点为起点，模版关键刻度位置点为终点，得到刻度向量组； 5.4依据如下公式计算指针向量相对于刻度向量组中每个刻度向量的方向角： ； 5.5基于步骤5.4中计算得到的方向角，从结果为负的方向角中选取绝对值最小的方向角记为，并记录其刻度向量对应关键点在类别模版标注信息中对应的刻度值为；从结果非负的方向角中选取绝对值最小的方向角记为，并记录其刻度向量对应关键点在类别模版标注信息中对应的刻度值为； 5.6根据如下公式计算仪表读数： ； 其中，表示仪表读数。

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