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《機(jī)器視覺基本構(gòu)成.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、機(jī)器視覺基本構(gòu)成覺是一個古老的研究課題，到了70年代末，80年代初，MIT的馬爾(D.Marr)教授創(chuàng)立了視覺計算理論，使視覺的研究前進(jìn)了一大步。馬爾首先解決了研究視學(xué)理論的策略問題,他認(rèn)為視覺是一個復(fù)雜的信息處理問題，要完整地理解視覺，必須從三個不同的層次上對它進(jìn)行解釋:第一個層次是信息處理問題的計算理論，在這個層次上所研究的是對什么信息進(jìn)行計算和為什么要進(jìn)行這些計算;第二個層次是算法，它所研究的是如何進(jìn)行所要求的計算,也就是要設(shè)計特定的算法；第三個層次是執(zhí)行它研究完某一特定算法的具體機(jī)構(gòu)。從計算理論這個層次來看，馬爾教授提出視覺信息處理必須用三級內(nèi)部表像加以描述，這三級表像是:要素圖（圖像
2、的表像），2.5維圖（可見表面的表像)和三維模型表像(用于識別的三維物體彤狀表像對于機(jī)器人視覺技術(shù)，我們的主要任務(wù)是為機(jī)器人建造視覺系統(tǒng)。如同人類視覺系統(tǒng)的作用一樣，機(jī)器人視覺系統(tǒng)將賦予機(jī)器人一種高級感覺機(jī)構(gòu)，使得機(jī)器人能以智能和靈活的方式對其周圍的環(huán)境作出反應(yīng)。由于對機(jī)舞人系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域不斷提出更高的要求機(jī)器人視覺將越來越復(fù)雜。機(jī)器人視覺可以看作從三維環(huán)境的圖像中抽取、描述和解釋信息的過程，它可以劃分為六個主要部分：①感覺;②預(yù)處理I③分割;④推述⑤識別;⑥解釋，再根據(jù)實(shí)現(xiàn)上述各種過程所涉及的方法和技術(shù)的復(fù)雜性將它們歸類,可分為三個處理層次：低層視覺處理、中層視覺處理和高層視覺處理。雖然各層次
3、間沒有明確的界限，但是這種劃分對于將機(jī)器人視覺系統(tǒng)的固有處理過程加以分類提供了一種有用的結(jié)構(gòu)。這就是本書要講述的主要內(nèi)容。感覺是機(jī)器人獲取圖像的過程，本書的第二章和第三章講述了景物和距離傳感器：電視攝像機(jī)，CCD橡感器和超聲波傳感器視頻信號數(shù)字化技術(shù)；圖像生成的兩種方式以及圖像模型.它系統(tǒng)、簡要地介紹了圖像從光學(xué)變成電信號的原理和方法，視頻圖像的數(shù)字化技術(shù)以及表示方法。普通圖像預(yù)處理的方法很多，在機(jī)器人視覺系統(tǒng)中使用的若干預(yù)處理方法，要考慮計算機(jī)運(yùn)算速度和低成本的要求。在第四章中主要采用了兩種預(yù)處理方法:一種是基于空域技術(shù)的方法;另一種是基于頻域技術(shù)的方法。它主要解決圖傕的增強(qiáng)，平滑、尖銳化、
4、濾肢以及偽彩色處理問題。分割是將圖像劃分成若干個有一定含義的物體的過程.它是機(jī)器人視覺技術(shù)中重要的一步，是視覺技術(shù)領(lǐng)域中既古老而又年輕的課題，幾年前這方面的文章很多，現(xiàn)在這方面的文畎也還很多?第五章我們簡要而綜合地介紹了分割技術(shù)所采用的幾種方法：灰度閾值法，邊緣檢澍，匹配和擬合，區(qū)域跟綜和增長，迭代松弛法以及運(yùn)動分割等描述是為了進(jìn)行識別而從物體中抽取持征的過程，在理想情況下，描述符應(yīng)該與物體的大小，位置、方向無關(guān)，應(yīng)該含有足夠多的可用于鑒別的信息，以便在眾多的物體中唯一地識別某物體。播述符的質(zhì)量會影響識別算法的復(fù)雜性,而且也會影響識別的性能。第六章介紹了表示方法，再根據(jù)表示方法的不同計算物體的
5、幾何特性和拓?fù)涮卣?，同時還介紹了邊界描述符和域描述符。識別是一種標(biāo)記過程。換句話說，識別算法的功能在于識別景物中每個已分割的物體，并賦于該物體以某種標(biāo)記，第七章介紹的識別方法可分兩大類:決:策理論方法和結(jié)構(gòu)方法^決策理論方法以定量揹述為基礎(chǔ)，即統(tǒng)計模式識別方法而結(jié)構(gòu)方法依輳于符號描述及它們的關(guān)系，即句法模式識別方法。當(dāng)然介紹上述方法時，要結(jié)合機(jī)器人視覺的具體問題如統(tǒng)計紋理，鏈碼邊界的方向序列等,而且重點(diǎn)介紹實(shí)甩性較強(qiáng)的二維物體的識別，解釋可以看作是機(jī)器人視覺系統(tǒng)對其環(huán)境具有的更高級的認(rèn)知行為，對于裝配機(jī)器人如果給它裝上裝配工藝知識，它就能從傳送帶上通過視覺系統(tǒng)自動地識別出裝配所需要的零件,量測
6、出空間坐標(biāo)，然后命令機(jī)械手抓取，計算機(jī)再根據(jù)裝配工藝知識自動地做出規(guī)劃，命令機(jī)械手進(jìn)行裝配。對于可行走機(jī)器人也是這樣，如果給它裝上地圖知識，機(jī)器人視覺系統(tǒng)識別出當(dāng)前所在地的標(biāo)記，與地圖知識進(jìn)行匹配，機(jī)器人就能自動作出規(guī)劃決定古下一步的行走方向第八章簡要地介紹知識表示和使用以及基于知識的匹配等問題。為了增加本書的實(shí)用性，在講述了機(jī)器人視覺六個主要部分之外，還講述機(jī)器人視覺系統(tǒng)（第二章）和基于CAD模型的多傳感器視覺系統(tǒng)(第九章引進(jìn)第二章的目的是:介紹如何解決機(jī)器人視覺技術(shù)中的瓶頸問題——計算速度問題，該章還介紹了設(shè)計機(jī)器人視覺系統(tǒng)要解決的工程技術(shù)問題:景物和距離傳感器，視頻信號數(shù)字化技術(shù)，視頻信
7、號佚速處理技術(shù)以及幾沖商業(yè)通用視覺系統(tǒng)簡介。機(jī)器人視覺技術(shù)的應(yīng)用機(jī)器人視覺技術(shù)主要應(yīng)用在下述兩個方面：一、給裝配機(jī)器人（機(jī)械手）配備視覺裝置，要求視覺系統(tǒng)必須做到：（1）識別傳送帶上所要裝配的機(jī)械零件；（2）確定該零件的空間位置。據(jù)此信息控制機(jī)械手的動作，做到準(zhǔn)確裝配。還可用機(jī)器人視覺系統(tǒng)做機(jī)械零件的檢査：（1）表面粗糙度的質(zhì)量檢査，檢査是否有毛刺、破裂、空洞和生銹等缺陷；(2)檢査工件的完好性；
