CN105136120A - 物体位移图像检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物体位移图像检测系统及方法，图像处理单元连接工作图像单元和CCD图像传感器，CCD摄像机镜头通过CCD图像传感器与图像处理单元连接并将拍摄的实际图像传送到图像处理单元中，图像处理单元处理图像信息并将处理结果输送到CPU中，外设设备连接CPU的信号输入端，CPU输出端连接信号输出装置，检测系统确定物体位移路径，对比控制程序预设物体位移路径与计算出物体实际位移路径，输出控制指令对物体位移路径进行修正，物体的位置图像检测系统及方法巧妙的解决了物体实际位移与预设位移路径偏差，提高物体运行的准确性和稳定性，而且整个检测系统结构简单，使用方便，检测方法操作便捷，便于使用。

Description

物体位移图像检测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于图像处理技术和对物体运动进行的修正方法，具体涉及一种物体位移图像检测系统及方法。

背景技术

随着人类科技的快速发展，在数字领域这块，像数控机床能够进行准确的定位，但却是在固定的轨道上；普通的机器人行走也是在特定的轨道上行驶，在户外运行的无人驾驶的汽车，通过GPS定位系统、机器人的视觉系统、雷达系统来实现汽车无人驾驶，但也只是在地表面上的，其系统过于繁琐，且造价较高，但在人们的日常生活要实现智能化，通过这样过于复杂，每个人生活的区域也不样，慢慢的走上了智能化，如何更好解决在日常生活中，机器人如何像人一样行走和做事自如，还有一段距离。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提供一种物体位移图像检测系统及方法，使得物体位移检测方便操作，物体控制路径准确。

本发明的技术方案：一种物体位移图像检测系统，其特征在于：包括图像处理单元，图像处理单元连接工作图像单元和CCD图像传感器，CCD摄像机镜头通过CCD图像传感器与图像处理单元连接并将拍摄的实际图像传送到图像处理单元中，图像处理单元处理图像信息并将处理结果输送到CPU中，外设设备连接CPU的信号输入端，CPU输出端连接信号输出装置。

所述工作图像单元和外设设备为USB外接存储设备。

一种物体位移图像检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、导入工作图像、指定与工作图像相匹配的参考系，输入与工作图像想匹配的物体位移控制程序；

S2、调整CCD摄像机，控制CCD摄像机镜头找到参考系；

S3、控制程序控制物体沿预设位移路径运行，同时CCD摄像机获取物体实际运行图像；

S4、图像处理单元对物体实际运行图像进行去噪增强、插值分辨预处理；

S5、将预处理后的图像输入到CPU中进行光斑检测和像素标定，提取物体和参考系的位置信息；

S6、计算物体与参考系之间的距离、确定物体位移路径；

S7、对比控制程序预设物体位移路径与计算出物体实际位移路径，输出控制指令对物体位移路径进行修正。

所述步骤S4中去噪增强、差值分辨的具体步骤为：

1)对待处理图像进行快速曲波分解，得到低频子带和各高频子带；

2)对低频子带采用同态滤波处理去除照度不均，对各高频子带采用硬阀值去除噪声；

3)对低频子带及各高频子带进行双立方插值以提高像素分辨力；

4)对处理后的低频子带及高频子带进行快速曲波重构，得到高分辨率、清晰的重建图像。

本发明的技术效果：物体的位置图像检测系统及方法巧妙的解决了物体实际位移与预设位移路径偏差，提高物体运行的准确性和稳定性，而且整个检测系统结构简单，使用方便，检测方法操作便捷，便于使用。

附图说明

图1为本发明检测系统结构示意图；

图2为本发明方法流程图；

图3为本发明实施例实景图；

图4为本发明实施例标注参考系图；

图5为本发明提取图像图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如图1所示，一种物体位移图像检测系统，其特征在于：包括图像处理单元1，图像处理单元1连接工作图像单元2和CCD图像传感器4，CCD摄像机镜头3通过CCD图像传感器4与图像处理单元1连接并将拍摄的实际图像传送到图像处理单元1中，图像处理单元1处理图像信息并将处理结果输送到CPU6中，外设设备5连接CPU6的信号输入端，CPU6输出端连接信号输出装置7。

工作图像单元2和外设设备5为USB外接存储设备。

如图2所示：一种物体位移图像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、导入工作图像、指定与工作图像相匹配的参考系，输入与工作图像想匹配的物体位移控制程序；

S2、调整CCD摄像机，控制CCD摄像机镜头找到参考系；

S3、控制程序控制物体沿预设位移路径运行，同时CCD摄像机获取物体实际运行图像；

S4、图像处理单元对物体实际运行图像进行去噪增强、插值分辨预处理；

S5、将预处理后的图像输入到CPU中进行光斑检测和像素标定，提取物体和参考系的位置信息；

S6、计算物体与参考系之间的距离、确定物体位移路径；

S7、对比控制程序预设物体位移路径与计算出物体实际位移路径，输出控制指令对物体位移路径进行修正。

步骤S4中去噪增强、差值分辨的具体步骤为：

1)对待处理图像进行快速曲波分解，得到低频子带和各高频子带；

2)对低频子带采用同态滤波处理去除照度不均，对各高频子带采用硬阀值去除噪声；

3)对低频子带及各高频子带进行双立方插值以提高像素分辨力；

4)对处理后的低频子带及高频子带进行快速曲波重构，得到高分辨率、清晰的重建图像。

本发明的一种物体位移图像检测系统及方法，巧妙的解决了物体实际位移与预设位移路径偏差，提高物体运行的准确性和稳定性，而且整个检测系统结构简单，使用方便，检测方法操作便捷，便于使用。

本发明的一种物体位移图像检测系统及方法应用在无人驾驶的汽车导航上，通过设定道路的边缘和汽车位参考系，可以在行驶中的汽车规避汽车和指引汽车沿正确的的道路前进。在农业应用上，通过农田边缘和刚刚作业过留下的物体为参考系，在农机耕作时，通过对着两个参考系，可以让农机在行走时避免坡度对智能化农机耕作的影响。避免了漏耕和漏播的情况。当然这个是数字化农机制造出来。应用在乎外智能机器人的测量上，直接将拍摄的相片选定指定参考系，给定程序，可以使机器人对需要测量的地形地貌进行测量。在野生动物的观察上，可以选定野生动物为参考系，通过在智能机器人中设定距离野生动物的距离，这样就可以避免野生动物对观察产生干扰，也可以长久的对野生动物的各种行为进行观察，避免人的因素而对野生动物产生影响。比事先在某些地方放置大量的摄像头相比，这个操作更加的简单的，工作量相对较少。对于三维空间上运作，像GPRS等定位检测装置就很难起很好的效果，而通过安装多个摄像头，再用物体实际位移检测的图像检测的方法来检测，就会显得十分的方便。

应用实例(仅作说明使用，具体以权利要求书为主)

下面图3是是用手机在小区拍摄的一张相片，假设要求机器人从拍摄的这一端，沿着这条红色的砖地(不超过红砖旁的白砖)走到与图中白色光缆线标杆(图4所示)相平行的位置。

首先，从图片上分析，该小区的路面铺设时以红砖为主，白砖沿周边作为映衬，而且在机器人运行到白色光缆线标杆平行的路面上这段路上，所有的路面都是这种设计。那么在选取参考系时，选择目标参考系为白色光缆线标杆，在运行时可以选择靠近白色光缆线标杆一边白砖与与周边环境所产生的分界线为参考系，提取的图像如图五，

在程序的程序的选择上，采用“跟随边缘”模块程序。

具体操作如下，首先将相片(图3)导入，选则是否进行美化处理，将得到的图像经行光斑的与像素的标定，对图片进行边缘的检测(可以手动进行边缘的修正)，选择目标参考系白色光缆线标杆，选择靠近白色光缆线标杆一边白砖与与周边环境所产生的分界线为参考系为第一运行参考系，选择“跟随边缘”(注1)的程序运行模块进行运行。在“跟随边缘”的程序运行模块中设定物体与目标参考系之间的距离，与第一运行参考系之间的距离。

程序模块选好之后，在实际工作时，首先将机器人放在拍摄相片的起点位置，将机器人调到运行状态，机器人摄取环境相片，将得到的送到相片图像处理单元对物体实际运行图像进行去噪增强、插值分辨预处理，将预处理后的图像输入到CPU中进行光斑检测和像素标定，再进行边缘的检测，从中提取目标参考系目标以及第一运行参考系，计算自己与目标参考系之间的距离，以及第一运行参考系的距离，并与设定程序进行比对，输出修改程序。机器人执行修改程序，机器人运行到正确轨轨迹上。如此通过CCD相机不得获取外界环境信息，指引机器人运动到指定的位置。

注1：“跟随边缘”程序运行模块，程序设计理念为：物体在运行时与指定条边缘的位置永远相等，直到运行指定参考系结束。

Claims (4)

1.一种物体位移图像检测系统，其特征在于：包括图像处理单元(1)，图像处理单元(1)连接工作图像单元(2)和CCD图像传感器(4)，CCD摄像机镜头(3)通过CCD图像传感器(4)与图像处理单元(1)连接并将拍摄的实际图像传送到图像处理单元(1)中，图像处理单元(1)处理图像信息并将处理结果输送到CPU(6)中，外设设备(5)连接CPU(6)的信号输入端，CPU(6)输出端连接信号输出装置(7)。

2.根据权利要求1所述的物体实际位移图像检测系统，其特征在于：所述工作图像单元(2)和外设设备(5)为USB外接存储设备。

3.一种利用权利要求1所述系统进行物体实际位移图像检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、导入工作图像、指定与工作图像相匹配的参考系，输入与工作图像想匹配的物体位移控制程序；

S2、调整CCD摄像机，控制CCD摄像机镜头找到参考系；

S3、控制程序控制物体沿预设位移路径运行，同时CCD摄像机获取物体实际运行图像；

S4、图像处理单元对物体实际运行图像进行去噪增强、插值分辨预处理；

S5、将预处理后的图像输入到CPU中进行光斑检测和像素标定，提取物体和参考系的位置信息；

S6、计算物体与参考系之间的距离、确定物体位移路径；

S7、对比控制程序预设物体位移路径与计算出物体实际位移路径，输出控制指令对物体位移路径进行修正。

4.根据权利要求3所述的一种物体位移图像检测方法，其特征在于：所述步骤S4中去噪增强、差值分辨的具体步骤为：

1)对待处理图像进行快速曲波分解，得到低频子带和各高频子带；

2)对低频子带采用同态滤波处理去除照度不均，对各高频子带采用硬阀值去除噪声；

3)对低频子带及各高频子带进行双立方插值以提高像素分辨力；

4)对处理后的低频子带及高频子带进行快速曲波重构，得到高分辨率、清晰的重建图像。