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面议Siemens 505-ATM-0220阈值确定和色彩判断
在确定阈值时,首先通过采集样本进行训练,从而得到预定的几种颜色在YUV空间的分量的上下阈值,如图2所示。
当一个待判定的像素在色彩空间中的位置落在这个长方体中时,就认为该像素属于要找的颜色,从而完成对图像颜色的识别。在Y空间中,Y值表示亮度,因它的变化很大,所以只考虑了U和V的值,在进行颜色判断时,首先分别建立U、V的阈值向量。
由于在Siemens 505-ATM-0220系统中图像传感器的数字信号是8位,即1Byte,共255Byte,系统zui多能判定8种颜色。在颜色识别后进行图像分割,在图像分割中采用了种子填充算法,其整个种子的填充是和像素点的颜色同时进行的,一开始不是对所有的像素进行处理,而是分块进行的,本系统采用的块是32×24像素,这样计算量大大减小。当中心点是所要识别的颜色时,就以这个点为种子向四周扩散,并判定周围像素点的颜色,直到填满整个块。在这过程中,同时对目标进行形状识别。本系统采用了基于全局的特征向量的识别算法来进行识别。同时也为构建雅可比矩阵得到需要的矩特征量。图3为图像识别分割流程图。
2.3 视觉跟踪软件原理
当目标物体被识别以后,视觉系统将调整镜头使目标位于视野的中心。一旦物体运动,视觉系统将进行对目标物体的跟踪。
在机器人视觉跟踪系统上,采用无定标的视觉跟踪系统。无定标的视觉跟踪不需要事先对摄像镜头进行定标,而是应用自适应控制方面的原理,在线的实时调整图像雅可比矩阵。通过二维的图像特征信息反馈,这种方式对摄像机模型误差和机器人模型误差、图像误差、图像噪声不敏感。基于图像跟踪的视觉跟踪控制系统,如图4。
控制量c为机器人头部的控制系统。首先把目标放在机器人视野的前方采集到期望的图像,从期望图像中抽取期望的特征集,作为视野跟踪控制系统的期望输入,从而完成任务需要的视野特征集定义。在实时控制系统中,由机器人的图像传感器获取实时采样图像,从中获取实时特征集,这样构成一个视野反馈,引导机器人完成跟踪任务。区别于图像的简单几何特征,本系统选用的视觉特征集为全局的图像描述—图像矩。
根据矩特征变化量与相对位姿变化量之间的关系矩阵,即图像雅可比矩阵,然后利用推导的图像雅可比矩阵,设计了视觉跟踪控制器,完成系统对3D目标物体的平动跟踪。
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