赵张桢 白佳华
摘 要：跟着谋略机数字图像处置的技艺日趋完善，在自立式移念头器人对运动指标进行跟踪时，视觉体系首要完成指标的辨认与跟踪，提高指标辨认与跟踪的实时性和正确性是保证机械人跟踪顺遂的关头。针对此提议了一种基于四旋翼遨游飞翔器辨认物体把握智能车运动的算法。
关头词：图像处置；辨认；跟踪
中图分类号：TP391.41 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）35-0020-02
Abstract： With the improvement of computer digital image processing technology， the vision system mainly accomplishes the recognition and tracking of the moving object when the autonomous mobile robot tracks the moving object. To improve the real-time and accuracy of target recognition and tracking is the key to ensure the smooth tracking of robot. In this paper， an algorithm based on four-rotor aircraft to identify objects and control the motion of intelligent vehicle is proposed.
Keywords： image processing； recognition； tracking
1 图像辨认处置前提与配景
本尝试议决手动遥控四旋翼遨游飞翔平台，行使机载摄像头传感体系感知信标道路情况，使用了主动把握、系统布局、谋略机视觉等原理与技艺。本尝试是行使机载传感器来感知整个园地信息，凭据传感器感知四周环境，使得车辆和信标保留相对安好的距离行驶。
2 基于颜色特性的指标辨认算法
2.1 图像预处置
因为现实的图像在传入时的角度，光线，分楷模等因素，使得图像呈现种种环境，是以对图像进行前期预处置，使得运算量削减。行使摄像头模组采集回来的现场照片，因为现场光线和一些不确定因素的作梗太大，对此本尝试在摄像头模组上加装了滤光片，加装滤光片后的图像去除了大局部的作梗因素。
因为原图分辩率与尺寸太大，对此本尝试对原图像进行裁剪来削减必要处置的数据，随后对把图像转换为灰度图像并二值化，图像灰度加强属于基于空域的图像加强技艺，直接对图像接纳像素级另外处置，来使得图像表示力更强。议决灰度处置能够动态的增大图像的局限，使图像变得加倍清楚。为了图像信息猎取和辨认，要抑止不感乐趣的区域，凸起感乐趣的区域特性。
二值化后的视频流中有较着的椒盐噪点，对此本尝试对二值化后的圖像进行图像形态学处置，到达对图像剖析和辨认的目的。本尝试先选取形态学闭袪除小的朴陋，弥补概况线的中的断裂，再选取操作形态学开操作去除一些藐小的噪点。
2.2 ROI（感乐趣区域）区域的概况的查找与判别
在对图像进行边沿提取之前，先将视频流中的每一帧RGB图像转化为HSV空间图像，再对所得的HSV空间图像进行离散，然后议决测试获得三个通道的阈值，并对二值化后的图像进行二值过滤处置，便能够获得所需的红、蓝、绿三色的单通道图像。如许只需再对图像进行滑润滤波处置。它的首要功能是：凸起图形中物体的界限，将图像中的噪声去掉。在空域兑现滤波的体式格局是行使模板进行卷积运算。滑润滤波的最基本特点是让图像的高频格外受到克制。
滤波后，图形必要进行边沿检测才气获得图像的界限和概况。边沿检测借助Canny边沿检测法来完成其最严重的特点是会将自力的也甄另外像素类似的组装成概况。Canny算法起首用二维高斯函数的一阶导数，对图像进行滑润，同时克制图像呈现噪点。滑润参数越小，所拟合的边沿就越接近指标概况，但使图像的滑润的才力就会响应的变弱，也更轻易发生图像噪声；滑润参数较大时则相背。当图像完成滑润后，议决克制梯度的振幅矩阵来猎取图像中指标可能的概况点。
2.3 基于颜色的运动指标的检测与跟踪
本小结是设立在指标特性颜色上，兑现了彩色视频序列中运动指标的实时跟踪。议决对每一帧图像的指标的颜色特性进行提取剖析，便能够在视频流中对指标进行辨认与跟踪，对辨认的每一个指标，也便是信标，车头和车尾进行指标概况的中心点提取并发送给车模上的MCU把握单位进行处置。
3 基于多特性的急剧指标跟踪算法
3.1 图像畸变处置
因为本尝试使用的摄像头其内部光学体系设计和制造的缺陷，所采集回来的图片有较着的桶形畸变。议决对图像畸变处置的剖析，使用图像标定板来帮助图像畸变的处置，其目的首要是猎取模板图像上必然数目的把握点，凭据这些把握点求出图像的畸变映射关系，如许能够议决映射关系对畸变图中的各个像素点进行平行移动，从而到达畸变订正的效率。在对广角畸变图像订正的过程中，选择体面的把握点个数对付图像的订正很严重。先对必要畸变处置的摄像头拍摄的标定板照片进行提取角点信息，在对标定好的图像进一步进行亚像素角点信息的提取，然后设定好待求的天下坐标系、图形坐标系、摄像头模组的内参矩阵和图像畸变矩阵，并议决Opencv自带的API函数算出这些值的巨细，并输出。
接下来行使所求摄像头模组的内参矩阵和图像畸变矩阵等数据来批改图像，议决对所使用摄像头内参预图像参数的谋略，能够很好的解决因为摄像头自己缺陷所导致的图像畸变问题。行使畸变批改后的图像能够很好幸免畸变所带来的指标坐标不精准问题。
3.2 图像凸包提取与辨认
在谋略机几何图像学中，凸包便是在一给定的二维面上的某一点集结最外层点所能联贯组成的最大凸多边形。固然，它是能蕴含点集结全部点的多边形。本尝试议决尝试发现，调度二值化的阈值能够来辨认图像中各异对照度和亮度的凸包。先把摄像头采回的彩色图像装换为灰度图像，然后把图像二值化，获得比力凸起的指标。把图像上凸起的指标的概况提掏出，再在全部获得的概况中寻觅每个概况的凸包，并把凸包面积太小和太大的物体过滤掉。颠末滑润滤波后，能够清楚获得三个指标凸包。
3.3 总体方案归纳
本方案是基于指标颜色特性的跟踪算法的改良与优化，并运用颜色特性算法联合指标概况与图像凸包的提取，有用地提高了指标辨认与跟踪的实时性和正确性。
起首行使OV2710摄像头模组对信标园地进行图像信息采集，把采集回来的图像进行畸变处置然后进行图像朋分与剪切，接着把图像灰度化并做二值化处置；议决形态学开闭操作去除一些藐小的噪点与买通一些连通区域；然后提取图像上凸起的指标的概况与图像凸包，进行面积巨细与形状的处置后能够获得三个指标概况，并把指标坐标返回；同时把灰度图像进行各异阈值的二值过滤处置，离别获得蓝色和绿色的指标，也便是车头和车尾，把蓝色和绿色的概况标出，并返回两者坐标。如许一共发送给MCU把握单位五个坐标，个中两个是车头，两个位车尾，议决坐标剖析便能够获得信标坐标。
参考文献：
[1]邵贝贝.单片机嵌入式应用的在线开辟要领[M].北京：清华大学出书社，2004.
[2]刘进，齐晓裁，李永科.基于摄像头的智能小车設计与兑现[J].传感器天下，2008，14（2）：34-37.
[3]卓晴，黄开胜，邵贝贝，等.学做智能车——挑衅“飞思卡尔”杯[D].北京航空航天大学，2007.
[4]梁亮.一种基于网格图像的几何畸变批改要领[J].谋略机应用与工程，2004（2）.
[5]庞晓敏，闵子建.基于HSI和LAB颜色空间的彩色图像朋分[J].广西大学学报：天然科学版，2011，36（6）：5-7.
[6]尹宏鹏.基于谋略机视觉的指标跟踪算法切磋[D].重庆大学，2009：3-6.
[7]韩思奇，王蕾.图像朋分的阈值法综述[J].体系工程与电子技艺，2005，24（6）：69-94.
科技立异与应用 2018年35期
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