[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器人視覺的小目標(biāo)檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810314384.2
• 申請(qǐng)日: 2018-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN108920996A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李衛(wèi)民;魏仕華;冀宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/40
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 文雯

本發(fā)明公開了一種基于機(jī)器人視覺的小目標(biāo)檢測(cè)方法，采用小波變換的檢測(cè)方法對(duì)小目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，在小波變換后，水平子圖和垂直子圖的能量乘上了低頻子圖，并通過加權(quán)處理增強(qiáng)了目標(biāo)信號(hào)，同時(shí)抑制了噪聲信號(hào)，得到了清晰的圖像，在一定程度上避免了噪音的干擾，能夠清晰的檢測(cè)到小目標(biāo)物體，在通過中值濾波技術(shù)對(duì)活的的小目標(biāo)圖像進(jìn)行處理。

背景技術(shù)

機(jī)器人的發(fā)明是用來幫助人類解決和處理一些危險(xiǎn)度高和傷害高的事情，可以代替我們從事復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度高的工作，減輕我們的負(fù)擔(dān)，目前小目標(biāo)檢測(cè)還存在一定的局限性，機(jī)器人對(duì)小目標(biāo)的檢測(cè)和判斷缺少自主性，得到的圖像往往會(huì)受到噪音等的干擾。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題本發(fā)明提供了一種能夠精確檢測(cè)到小目標(biāo)、同時(shí)能夠?qū)Φ贸龅膱D片進(jìn)行處理，減小外界的干擾的檢測(cè)方法。

為了達(dá)到上述目的本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明是一種基于機(jī)器人視覺的小目標(biāo)檢測(cè)方法，包括具有雙目立體視覺和傳輸功能的機(jī)器人、圖像處理系統(tǒng)、所述機(jī)器人具有兩臺(tái)攝像機(jī)和照明裝置，檢測(cè)方法包括如下步驟：

步驟1：利用照明裝置和攝像機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行采集；

步驟2：建立圖像像素坐標(biāo)系、圖像物理坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系，圖像像素坐標(biāo)系，采集好的圖像信息利用傳感器將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字圖像的表達(dá)形式是 M×N 二維數(shù)組，其中圖像像素點(diǎn)由數(shù)組里的元素代表，元素值即為像素值，代表圖像亮度，對(duì)于圖像建立坐標(biāo)系，_O點(diǎn)是坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn),對(duì)于橫軸u而言，取水平向右為軸的正方向,軸v與u軸互相垂直，方向向下,坐標(biāo)系的單位是像素，坐標(biāo)（u,v）表示的是像素的坐標(biāo)，即像素位于第u列、第v行；圖像物理坐標(biāo)系，建立圖像物理坐標(biāo)系O'- x y來表達(dá)像素點(diǎn)的實(shí)際物理位置，O是坐標(biāo)系的原點(diǎn)，是光軸和成像平面的垂直交點(diǎn)，像素坐標(biāo)系和物理坐標(biāo)系的關(guān)系如式（3-1）表示：

（3-1）

用齊次矩陣來表示上式則為：

（3-2）

攝像機(jī)坐標(biāo)系，攝像機(jī)坐標(biāo)系是三維直角坐標(biāo)系O_C_X_CY_CZ_C-,以攝像機(jī)光心為基準(zhǔn)，并將其作為此三維坐標(biāo)系的原點(diǎn)Z_C軸為攝像機(jī)光軸，X_C軸與Y_C軸分別平行于坐標(biāo)系O'- xy 的x軸和y軸，正方向取攝像機(jī)指出的方向，垂直于成像面。OcO'為攝像機(jī)的焦距f；

世界坐標(biāo)系，能夠展示物體的空間位置，表達(dá)出物體的三維信息，用O_W_X_WY_WZ_W表示;

步驟3、活的數(shù)字圖像，根據(jù)小孔成像的原理，建立小孔成像模型，將成像平面上的感光元件把采集的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后再將信號(hào)放大。將圖像的方向變換的與景物的方向一致，成像平面的倒實(shí)像轉(zhuǎn)變成數(shù)字圖像，設(shè)P1點(diǎn)的坐標(biāo)為（x₁,y₁,z₁），P2的坐標(biāo)為（x₂,y₂,z₂），根據(jù)相似三角形原理，有如下關(guān)系式：

（3-3）

f表示的是光心與成像平面之間的距離；

步驟4、攝像機(jī)內(nèi)外參模型，為了使物體在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的位置信息能夠完全的轉(zhuǎn)換到圖像像素坐標(biāo)系中，通過定義一個(gè)攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣，

（3-4）

其中，（u, v）是點(diǎn)在數(shù)字圖像上位置，攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)矩陣是3×3矩陣A，通常像素坐標(biāo)系原點(diǎn)定義在圖像左上角，光軸中心線和像平面的交點(diǎn)坐標(biāo)是（u0,v0）。從像平面生成數(shù)字圖像要經(jīng)過信號(hào)放大的過程，如下：