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1、圖像邊緣檢測(cè)在機(jī)器人視覺的應(yīng)用《數(shù)字圖像處理》課程論文系別計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)名稱年級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師二0一二年六月邊緣檢測(cè)在機(jī)器人視覺中的運(yùn)用摘要：OpenCV是一個(gè)以C函數(shù)為主，提供多語(yǔ)言接口，輕量并高效的計(jì)算機(jī)視覺庫(kù)。實(shí)現(xiàn)了圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺方面的多種通用算法。利用其Canny邊緣檢測(cè)算法．實(shí)現(xiàn)模糊圖像的邊緣檢測(cè)，參照L2BOT視覺機(jī)器人實(shí)例，對(duì)單一背景模式下基于OpenCV的條形碼與障礙物識(shí)別進(jìn)行研究，并對(duì)機(jī)器人移動(dòng)路線最優(yōu)選擇提供一種參考模型。關(guān)鍵詞：圖像處理；邊緣檢測(cè)；計(jì)算機(jī)視覺；智能機(jī)器人；
2、人機(jī)互動(dòng)；運(yùn)動(dòng)跟蹤AlgorithmforgeneratingN-dimensionalhilbertcurvePENGDANNI(CollegeofComputerScienceandTechnology,HubeiUniversityofEducation,Wuhan,430205)Abstract:OpenCVisalightweightandefficientlibraryofprogrammingfunctions，mainlyaimatrealtimecomputervision，whichreal
3、izesaseriesofgeneralalgorithminthefieldofimageprocessingandcomputervision，itconsistsofCfunctionmainlyandprovidesmulti—languageinterfaces．UsesCannyalgorithmtodetectthefuzzyedge，aswellreferringtotheinstanceofL2BOTvisionrobot，researchesonimagerecognitionofbarco
4、desandobstaclesbasedonOpenCVinthemodeofthepurebackground，andputsforwardareferencemodelinordertoselectanoptimalmove—mentpathofL2BOT．Keywords:ImageProcessing；EdgeDetection；ComputerVersion；IntelligentRobot；HCI；MotionTracking能系統(tǒng)與機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的L2BOT是這方面研0引言機(jī)器人視覺(RobotVi
5、sion)是使機(jī)器人具有視覺感知功能的系統(tǒng)。機(jī)器人視覺可以通過視覺傳感器獲取環(huán)境的二維圖像．并通過視覺處理器進(jìn)行分析和解釋．進(jìn)而轉(zhuǎn)換為符號(hào)，讓機(jī)器人能夠辨識(shí)物體并確定其位置。機(jī)器視覺側(cè)重于研究以應(yīng)用為背景的專用視覺系統(tǒng)。只提供對(duì)執(zhí)行某一特定任務(wù)相關(guān)的景物描述。隨著機(jī)器人視覺的研究深入．低成本、靈活且具有適應(yīng)強(qiáng)特性的視覺機(jī)器人的研究與應(yīng)用更加受到廣泛關(guān)注。然而，由于現(xiàn)實(shí)環(huán)境存在的復(fù)雜性視覺機(jī)器人仍有較大的發(fā)展和提升空間源于勞倫斯技術(shù)大學(xué)智究的代表，其中涉及到最優(yōu)化選擇、搜索、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯等。在機(jī)器人的設(shè)
6、計(jì)中．將障礙物的信息保存在圖片二維碼中．通常二維碼在實(shí)際情況下是模糊的．其邊緣及色塊常有諸多干擾．而且用通用傳感器采集的圖片常受到光線自然因素的影響較大．這樣就給識(shí)別帶來了一定的困難。因此，必須準(zhǔn)確地識(shí)別并獲取圖片信息才能使機(jī)器人進(jìn)行下一步工作。同時(shí)，對(duì)障礙物的識(shí)別也需要采用例如邊緣檢測(cè)等手段如何準(zhǔn)確獲取識(shí)別物的邊緣成為本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。1圖像處理1.1圖像預(yù)處理由攝像頭獲取24位移動(dòng)機(jī)器人目標(biāo)標(biāo)志物圖像,一般來說,彩色圖像較灰度圖像能夠反映更多的空間信息,但是,彩色圖像數(shù)據(jù)量大,在對(duì)圖像進(jìn)行處理和識(shí)別時(shí)相應(yīng)的時(shí)
7、間較長(zhǎng),因此不利于移動(dòng)機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制。目標(biāo)標(biāo)志物圖像數(shù)據(jù)傳輸過程中由于光線的變化、鏡頭的污染、攝像頭的抖動(dòng)等因素的影響,使獲得的圖像不可避免地含有噪聲成分。為了使處理后的標(biāo)志物圖像能夠真實(shí)地反映移動(dòng)機(jī)器人與目標(biāo)標(biāo)志物的實(shí)際位置和方向,必須對(duì)標(biāo)志物圖像進(jìn)行濾波處理。因?yàn)闃?biāo)志物的邊緣信息準(zhǔn)確與否對(duì)圖像的識(shí)別結(jié)果有著較大的影響,所以在選擇濾波方法時(shí),要保證濾波處理后的圖像邊緣細(xì)節(jié)不產(chǎn)生模糊化現(xiàn)象。由于高壓電磁場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)的干擾,系統(tǒng)噪聲主要表現(xiàn)為椒鹽噪聲。針對(duì)系統(tǒng)椒鹽噪聲的特點(diǎn),該文采用中值濾波方法去噪,在去除噪聲的同
8、時(shí),能夠保留圖像邊緣細(xì)節(jié)。1.2圖像分割經(jīng)過預(yù)處理的圖像對(duì)于機(jī)器人視覺系統(tǒng)而言,還僅僅是一個(gè)矩陣數(shù)組,計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的目標(biāo)是要從圖像中得到有用的信息,例如目標(biāo)的大小、位置、方向和速度等,這就要求對(duì)圖像進(jìn)行進(jìn)一步的處理,包括圖像的分割和特征的提取。在圖像處理中,圖像分割可以定義為將數(shù)字圖像劃分成互不相交(不重疊)區(qū)域的過程。2邊緣檢測(cè)2.1Canny邊緣檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)(1)用高斯濾波器平滑圖
