改进ORB和Hough变换的指针式仪表识读方法

来源：计算机工程与应用杂志2018年第23期北京时间：

作者：高建龙1，2，郭 亮1，吕耀宇1，2，吴清文1，母德强3

单位：1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 空间机器人工程中心，长春 130033 ；2.中国科学院大学，北京 100049；3.长春工业大学 机电工程学院，长春 130033

摘要：为了实现指针式仪表的自动识读，提出一种基于改进ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）和Hough变换算法的指针式仪表识读算法。利用角点强化方法加强ORB算法检测的特征点，通过特征点匹配对计算模板图像与待检测图像之间的透视变换矩阵。利用数学形态学处理、阈值分割等图像预处理提取指针，并提出一种用于确定指针旋转圆心的基于ORB特征匹配对的相似特征三角形方法，结合投影法定位指针方向。利用指针细化算法和添加圆心约束的Hough变换算法检测指针角度。最后根据仪表的先验信息得到读数结果。实验结果表明该算法在识读速度和精度等方面都能够满足指针式仪表识读的要求，具有较高的可靠性和工程应用价值。

关键词：指针式仪表,ORB,Hough变换,指针提取,圆心提取