導(dǎo)語：如何才能寫好一篇計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)；視覺技術(shù)；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）16-0114-01

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)自20世紀(jì)70年代產(chǎn)生以來就得到了全世界的廣泛關(guān)注。作為一種多學(xué)科綜合應(yīng)用下的新技術(shù)，隨著專家對(duì)其研究會(huì)的不斷深入，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣，給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大方便。

1 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用下發(fā)展起來的一種新技術(shù)，主要用來研究計(jì)算機(jī)模擬生物的宏觀或外顯功能。該技術(shù)在應(yīng)用過程中會(huì)涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、人工智能、模式識(shí)別以及圖像處理等多個(gè)學(xué)科，多學(xué)科技術(shù)的綜合運(yùn)用使得計(jì)算機(jī)具有了“感知”周圍世界的能力，這也正是該技術(shù)發(fā)揮作用的核心所在。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的特點(diǎn)就在于，首先，它能在不接觸被測(cè)者的前提下完成對(duì)被測(cè)者的檢測(cè)；其次，該技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域和檢測(cè)的對(duì)象非常廣，能在敏感器件的應(yīng)用下，完成對(duì)人類難以觀察到的超聲波、微波和紅外線等的檢測(cè)；最后，該技術(shù)還突破了人在視覺觀察上長(zhǎng)時(shí)間工作的限制，能對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間觀察。

2 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用分析

隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)研究的不斷加深，該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣，下面，本文就選取工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化及圖書館工作這6個(gè)方面對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2.1 在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求極高，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用主要集中在以下3方面：1）產(chǎn)品形狀和尺寸的檢測(cè)上。對(duì)制造業(yè)而言，產(chǎn)品的形狀和尺寸是否合格直接影響到產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用過程中作用的發(fā)揮。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行二維和三維等幾何特征的檢測(cè)，如產(chǎn)品的圓度、位置及形狀等。2）產(chǎn)品零部件缺失情況的檢測(cè)。在生產(chǎn)線運(yùn)行過程中，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)能準(zhǔn)確檢測(cè)出產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中是否存在鉚釘、螺絲釘?shù)攘悴考娜笔б约爱a(chǎn)品內(nèi)部是否在生產(chǎn)過程中摻進(jìn)雜質(zhì)等。3）產(chǎn)品表面質(zhì)量的檢測(cè)。為了從各個(gè)方面保證產(chǎn)品的合格性，對(duì)其進(jìn)行表面質(zhì)量的檢測(cè)也是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品表面的紋理、粗糙度、劃痕、裂紋等各方面的有效檢測(cè)。

2.2 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用

該技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下兩方面：1）對(duì)病蟲害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)作用發(fā)揮的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是建立起計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)所有昆蟲的識(shí)別體系。對(duì)昆蟲圖像識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化建模所使用的方法主要以下2種，一種是運(yùn)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的方法對(duì)害蟲的邊緣進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而提取害蟲的特征；第二種是從昆蟲的二值化圖像中提取出昆蟲的周長(zhǎng)、面積和復(fù)雜度等基本信息，并對(duì)這些信息建立害蟲的模板庫以實(shí)現(xiàn)對(duì)昆蟲的模糊決策分析。2）對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)。常用的方法就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)下的非接觸式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境下的光照、溫度、濕度、風(fēng)速、營養(yǎng)液濃度等相關(guān)因素進(jìn)行連續(xù)地監(jiān)測(cè)，進(jìn)而判斷出農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)。

2.3 在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

該技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要集中在農(nóng)藥噴灑和林木球果采集這兩方面。就林業(yè)的農(nóng)藥噴灑而言，常規(guī)的農(nóng)藥噴灑方式易造成農(nóng)藥的大量流失，不僅達(dá)不到防止林業(yè)有害生物的目的，還浪費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用能通過對(duì)施藥目標(biāo)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，得出具體的施藥量和準(zhǔn)確的施藥位置，該技術(shù)指導(dǎo)下的施藥工作極大發(fā)揮了農(nóng)藥的效果。就林木球果采集而言，該采集工作的操作難度一直都很大，我國當(dāng)前使用的方法主要是人工使用專業(yè)工具下的采集以及機(jī)械設(shè)備運(yùn)用下的高空作業(yè)車采集和搖振采種機(jī)采集，這兩種方式都存在一定的安全性和效率問題。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用能通過對(duì)需要進(jìn)行采集的林木球果進(jìn)行圖像采集來得出球果所處的具置，再結(jié)合專業(yè)機(jī)械手的使用完成球果采集。該技術(shù)不僅節(jié)省了大量勞動(dòng)力，還極大提高了采摘效率。

2.4 在農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用

農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中受自然環(huán)境的影響比較大，所以農(nóng)產(chǎn)品不僅會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量上的差異，還會(huì)造成顏色、大小、形狀等外觀上的極大不同。由于農(nóng)產(chǎn)品在出售時(shí)大多要進(jìn)行產(chǎn)品等級(jí)的劃分，所以將計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)運(yùn)用到對(duì)其顏色和外形尺寸的檢測(cè)上，有效達(dá)到了對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)的目的。通過對(duì)外觀大小尺寸的檢測(cè)，不僅提高了對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行分門別類地等級(jí)劃分的效率，還在很大程度上減少了對(duì)產(chǎn)品的損壞；通過對(duì)西瓜等農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行顏色上的檢測(cè)，能準(zhǔn)確判斷其是否成熟，有效避免了人工操作下的失誤。

2.5 在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用的表現(xiàn)當(dāng)前主要表現(xiàn)在以下2個(gè)方面：1）在人機(jī)界面中的應(yīng)用。人機(jī)界面在運(yùn)行過程中更加強(qiáng)調(diào)人的主體地位，實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)各種效應(yīng)通道和感覺通道的運(yùn)用。具體來講，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在用戶向計(jì)算機(jī)的輸入方面，效應(yīng)通道實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)為主向手、足、口、身體等的轉(zhuǎn)變；在計(jì)算機(jī)向用戶的輸出方面，感覺通道實(shí)現(xiàn)了視覺為主向觸覺、嗅覺、聽覺等的轉(zhuǎn)變。2）在電廠煤粉鍋爐火焰檢測(cè)中的應(yīng)用。對(duì)煤粉鍋爐火焰的檢測(cè)既能有效判斷鍋爐的運(yùn)行狀況，又能在很大程度上實(shí)現(xiàn)電廠的安全性運(yùn)營。由于煤的負(fù)荷變化和種類變化會(huì)在使著火位置發(fā)生移動(dòng)，所以為了保證爐膛火焰檢測(cè)的準(zhǔn)確性，必須彌補(bǔ)之前單純應(yīng)用火焰檢測(cè)器只能判斷有無火焰開關(guān)量信號(hào)的弊端。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用，就在彌補(bǔ)火焰檢測(cè)器應(yīng)用弊端的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)火焰形狀的進(jìn)一步檢測(cè)。

2.6 在圖書館工作中的應(yīng)用

隨著當(dāng)前數(shù)字圖書館和自動(dòng)化管理系統(tǒng)的建立，計(jì)算機(jī)技術(shù)在圖書館方面的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在圖書館方面的應(yīng)用主要集中在古籍修補(bǔ)和書刊剔舊這兩方面。就古籍修補(bǔ)而言，古籍圖書等在收藏的過程中，受溫度、濕度、光照等的影響，極易導(dǎo)致紙張變黃、變脆以及蟲洞等現(xiàn)象的出現(xiàn)。在進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，依靠計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)開展具體的修補(bǔ)工作，能在很大程度上提高修補(bǔ)工作的效率。就書刊剔舊而言，由于圖書館藏書眾多，對(duì)那些使用率低且較為陳舊的文獻(xiàn)資料進(jìn)行及時(shí)地剔除，能實(shí)現(xiàn)圖書資源的及時(shí)更新。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在該方面的應(yīng)用，極大地保證了工作的準(zhǔn)確性和效率性。

3 結(jié)束語

通過以上對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化及圖書館工作這6個(gè)方面的研究可以看出，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及計(jì)算機(jī)與各專業(yè)學(xué)科的不斷滲透，該技術(shù)的發(fā)展前景和應(yīng)用領(lǐng)域都將更加廣闊。

參考文獻(xiàn)

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電力系統(tǒng)自動(dòng)化是電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的信息輸入、輸出甚至是存儲(chǔ)和傳輸中都應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)。鑒于電力系統(tǒng)具有功能復(fù)雜，分布范圍廣，管理調(diào)度較為集中等特點(diǎn)，故基于計(jì)算機(jī)的視覺圖像技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景。如結(jié)合紅外成像技術(shù)對(duì)線路設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、應(yīng)用遙感技術(shù)和工業(yè)電視技術(shù)分擔(dān)工作人員的工作壓力等。

如果能夠?qū)⒒趫D像識(shí)別和圖像處理的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)安全合理的應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，可以對(duì)電力系統(tǒng)的智能監(jiān)控和處理。目前，已有部分應(yīng)用實(shí)例投入使用，如利用紅外圖像分析技術(shù)對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單識(shí)別、結(jié)合傳感器等對(duì)火電廠煤粉鍋爐火焰燃燒狀態(tài)的判斷等。

二、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是通過對(duì)采集到的數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行處理和分析來模擬和研究微觀或者宏觀層面視覺功能的技術(shù)。具體到電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)主要被應(yīng)用在三個(gè)方面，分別為地區(qū)調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷控制和變電站自動(dòng)化監(jiān)控和處理。其中，地區(qū)調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控中的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)功能與中心調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)相似，都是通過多臺(tái)計(jì)算機(jī)和圖像采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)控和對(duì)電力的實(shí)時(shí)調(diào)度等。而設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷控制通常需要利用工頻或者聲頻參與控制，還無法完全脫離人的視覺參與實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。變電站自動(dòng)化監(jiān)控和處理是變電站自動(dòng)化發(fā)展的方向，該技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)，通過對(duì)實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行視頻監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理，以實(shí)現(xiàn)無人值守的自動(dòng)化運(yùn)行模式。

典型的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橄率鰩讉€(gè)方面。

1.計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。該應(yīng)用主要是利用計(jì)算機(jī)的紅外圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)的。電氣設(shè)備的表面溫度在一定程度上可以反映其運(yùn)行的狀態(tài)，利用圖像采集設(shè)備對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行紅外成像拍攝，可以獲取設(shè)備溫度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，在此基礎(chǔ)上對(duì)紅外圖像進(jìn)行圖譜分析，并與正常運(yùn)行時(shí)的參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)。同時(shí)，若設(shè)備出現(xiàn)故障，利用紅外成像技術(shù)還能對(duì)故障位置進(jìn)行定位，這就為及時(shí)進(jìn)行檢修提供了強(qiáng)力的支持。

例如，斷路器觸頭接觸不良、輸電線路絕緣環(huán)境的變差、變壓器少油等故障都會(huì)造成局部設(shè)備過熱。若只采用傳統(tǒng)檢修方式，無法切實(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，只能在故障發(fā)生后尋找故障部位，檢查確認(rèn)后才能進(jìn)行排除處理。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用，首先簡(jiǎn)化了檢測(cè)方式，只需要將成像設(shè)備在有效范圍內(nèi)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量即可實(shí)現(xiàn)；其次在監(jiān)測(cè)方面，一旦設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超出正常范圍的最大或最小閾值，即可認(rèn)定該部位已經(jīng)發(fā)生故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的及時(shí)處理，由于定位更為準(zhǔn)確，且減少了傳統(tǒng)的故障部位確認(rèn)環(huán)節(jié)，故提高了系統(tǒng)運(yùn)行與監(jiān)測(cè)效率。

2.計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在無人值班變電站和電場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控中的應(yīng)用。在無人值班變電站中，利用微波雙鑒探測(cè)器和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等組成無人監(jiān)視系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)對(duì)變電站周邊環(huán)境進(jìn)行視頻監(jiān)控，然后利用差分圖像、光流法等計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)等對(duì)移動(dòng)物體進(jìn)行判斷和識(shí)別，確認(rèn)移動(dòng)物體屬性，若出現(xiàn)情況可以進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。實(shí)際應(yīng)用表明，在適當(dāng)天氣條件下，該系統(tǒng)的識(shí)別準(zhǔn)確率保持在較高水平。若變電站周邊發(fā)生火情，還可以輔助紅外圖像識(shí)別對(duì)火勢(shì)進(jìn)行判斷并報(bào)警。

3.計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在電力線路監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，為滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的電力需求，必須進(jìn)行大量的電力線路鋪設(shè)，在鋪設(shè)過程中，通常需要穿越復(fù)雜的地理環(huán)境，這種情況為線路巡檢員的工作帶來了極大的困難，且巡檢效率不高、存在巡檢盲區(qū)等。此時(shí)，利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以很好的解決該問題。對(duì)電力線路安裝監(jiān)測(cè)機(jī)器人，在機(jī)器人中安裝控制裝置，位置傳感器、測(cè)距傳感器和CCD視覺傳感器，線路檢測(cè)裝置，無線圖像傳輸設(shè)備等，通過機(jī)器人在線路中行走對(duì)線路進(jìn)行溫度識(shí)別和分布判斷，進(jìn)而完成線路的巡視工作。該方式可以減少惡劣環(huán)境對(duì)巡線工作帶來的操作難度，提高工作效率，增強(qiáng)故障判斷精度。

4.計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在位置判斷中的應(yīng)用。利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以對(duì)電力系統(tǒng)中的開關(guān)刀閘位置和繼電保護(hù)壓板的位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)。開關(guān)刀閘具有三種狀態(tài)，分別為閉合、斷開和異常。若開關(guān)刀閘位置不適當(dāng)會(huì)影響到系統(tǒng)的工作狀態(tài)。利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)可以自動(dòng)識(shí)別其工作狀態(tài)，并對(duì)不正常狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警。繼電保護(hù)壓板會(huì)隨著電網(wǎng)或者變電站的運(yùn)行方式的變化而變化。操作規(guī)范要求值班人員對(duì)壓板的位置進(jìn)行確認(rèn)和糾正。若壓板位置不正確會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作甚至引發(fā)事故。在壓板監(jiān)測(cè)方面，由于壓板電信息不明辨，傳統(tǒng)檢測(cè)方式不易對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，若采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，利用成像技術(shù)對(duì)壓板盤面進(jìn)行圖像采集，然后通過圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)獨(dú)享進(jìn)行識(shí)別，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓板位置的判斷。

篇3

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)自動(dòng)化 視覺檢測(cè) 制造業(yè)

中圖分類號(hào)：TP274.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）05-0014-01

在精密測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，自動(dòng)化視覺技術(shù)具有最大的發(fā)展?jié)摿Γ鼘㈦娮訉W(xué)、圖像處理、光學(xué)探測(cè)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)綜合起來進(jìn)行運(yùn)用，在工業(yè)檢測(cè)中引入機(jī)器視覺，能夠快速測(cè)量物品平面或三維位置尺寸，其主要特點(diǎn)有：柔性好、速度快和非接觸性，在現(xiàn)代制造業(yè)中有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

目前，國內(nèi)視覺檢測(cè)領(lǐng)域所需要的視覺檢測(cè)設(shè)備大多是進(jìn)口的，國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備缺乏較高的檢驗(yàn)精度和較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；但是進(jìn)口設(shè)備大大增加了檢測(cè)成本，不少中小企業(yè)無力承擔(dān)。面對(duì)國內(nèi)檢測(cè)需求日益增加的情況，積極進(jìn)行成本較低，精度較高的檢測(cè)設(shè)備的開發(fā)，成為一個(gè)亟需解決的問題，需要引起重視。

1 檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理

自動(dòng)化視覺檢測(cè)系統(tǒng)工作流程分為三個(gè)部分，分別是圖像信息獲取、圖像信息處理以及機(jī)電系統(tǒng)執(zhí)行檢測(cè)結(jié)果。如果系統(tǒng)有需求，能夠借助人機(jī)界面對(duì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的設(shè)置與調(diào)整。當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象移動(dòng)到特定的位置時(shí)，位置傳感器就會(huì)發(fā)現(xiàn)它，會(huì)將探測(cè)到被檢測(cè)物體的電脈沖信號(hào)發(fā)送給PLC控制器，經(jīng)過計(jì)算，PLC控制器將物體移動(dòng)到CCD相機(jī)采集位置的時(shí)間的出來，然后將觸發(fā)信號(hào)準(zhǔn)確的發(fā)送給圖像采集卡，采集卡檢測(cè)到此信號(hào)后，會(huì)要求CCD相機(jī)立即進(jìn)行圖像采集。被采集到的物體圖像會(huì)以BMP文件的形式發(fā)送到工控機(jī)，運(yùn)用專門的分析工具軟件分析處理圖像，分析檢測(cè)對(duì)象是否與設(shè)計(jì)要求相符合，執(zhí)行機(jī)會(huì)依據(jù)合格或者不合格的信號(hào)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行相應(yīng)處理。經(jīng)過這樣的反復(fù)的工作，系統(tǒng)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行隊(duì)列連續(xù)處理。如（圖1）。

2 自動(dòng)化視覺檢測(cè)系統(tǒng)的組成

在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)可以在尺寸測(cè)量、工件定位、特征檢測(cè)、圖形圖像以及字符識(shí)別等方面進(jìn)行運(yùn)用。自動(dòng)化視覺檢測(cè)系統(tǒng)按照功能模塊可以劃分為，圖像信息獲取模塊、圖像信息處理模塊、人機(jī)交互模塊、機(jī)電執(zhí)行模塊以及系統(tǒng)控制模塊五部分。其中處于核心位置的是系統(tǒng)控制模塊，系統(tǒng)控制不論是在被檢測(cè)物置信息的觸發(fā)，還是機(jī)電執(zhí)行模塊所需檢測(cè)結(jié)果信息的獲取等等各個(gè)方面，都必須參與其中，否則無法完成；而人際交互模塊更是與核心模塊有著之間聯(lián)系，通過與其直接通信，以便實(shí)時(shí)更新檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)以及執(zhí)行指令等。

3 自動(dòng)化視覺檢測(cè)技術(shù)在制造業(yè)上的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于汽車車身檢測(cè)的視覺檢測(cè)技術(shù)

現(xiàn)代汽車制造業(yè)的生產(chǎn)周期日益縮短，生產(chǎn)日益集團(tuán)化，原材料和零部件供應(yīng)呈現(xiàn)大宗化，而這正是給運(yùn)用自動(dòng)化視覺檢測(cè)技術(shù)提供了客觀環(huán)境。該系統(tǒng)包括三維視覺傳感器系統(tǒng)、電器控制與接口系統(tǒng)、機(jī)械及定位系統(tǒng)、標(biāo)定系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)自動(dòng)化等部分，其測(cè)量步驟如下：首先在電氣控制系統(tǒng)下初步定位運(yùn)送車身；然后借助專門的控制系統(tǒng)準(zhǔn)確定位待測(cè)位置；借著用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化進(jìn)行檢查點(diǎn)圖像的采集與處理；最后，將被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)計(jì)算出來。檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)控制單光條、多光條、雙目立體視覺以及十字叉絲等傳感器的動(dòng)作；按照要求順序，全部視覺傳感器進(jìn)行測(cè)量，然后轉(zhuǎn)換測(cè)量結(jié)果，將其放置于測(cè)量坐標(biāo)中；經(jīng)過自動(dòng)識(shí)別，能夠地裝配結(jié)果進(jìn)行判斷。這一視覺檢測(cè)方法具有非得用地、效率高、自動(dòng)化、精度好的特點(diǎn)，能夠很好的滿足汽車工作的需求。

3.2 為智能焊接的實(shí)現(xiàn)解決核心難題

在焊接領(lǐng)域，對(duì)智能焊接機(jī)器人的研究已經(jīng)成為關(guān)注的重點(diǎn)，智能焊接機(jī)器人要求能夠識(shí)別環(huán)境目標(biāo)，對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)時(shí)精確跟蹤軌跡。比如在潛艇、大型輪船的制造中，焊接是十分重要的環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)的制造環(huán)節(jié)以及潛艇、輪船的強(qiáng)度和安全性。智能焊接機(jī)器人在紅外攝像儀、高速攝像機(jī)以及CCD攝像機(jī)等高精度圖像傳感設(shè)備的輔助下，采用智能化圖像處理方法能夠進(jìn)行圖像焊接，檢測(cè)焊接空間位置，規(guī)劃焊炬姿態(tài)，對(duì)焊接熔池特征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)提取，對(duì)焊接組織、機(jī)構(gòu)和性能進(jìn)行預(yù)測(cè)等，能夠在很多人類難以進(jìn)行作業(yè)的場(chǎng)合完成焊接工作，在焊接過程中，通過數(shù)個(gè)光電接收陣列對(duì)檢測(cè)組建進(jìn)行多維視覺傳感，并綜合處理所獲取的信息。目前國外KUKA，Motoman，GMF，Adept等廠家已經(jīng)開發(fā)出智能焊接機(jī)器人，其裝配了自動(dòng)化視覺檢測(cè)功能，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于潛艇與航天器的生產(chǎn)中。

3.3 提高手機(jī)生產(chǎn)檢測(cè)速度

隨著手機(jī)設(shè)計(jì)精密程度的日益提高，人工檢驗(yàn)已經(jīng)難以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，這是因?yàn)槠湫枰臏y(cè)量投影儀較多，檢測(cè)速度慢。而采用自動(dòng)化視覺檢測(cè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)電路板組建中的連接器以及內(nèi)部零件等，檢測(cè)速度快、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性和較高的性價(jià)比。檢測(cè)系統(tǒng)主要就是測(cè)量計(jì)算機(jī)自動(dòng)化接口電路板組件中各個(gè)連接器特定位置的幾何尺寸，這里面包括連接器內(nèi)部零件的尺寸、間距以及連機(jī)器與PCB底板的相對(duì)位置；另外還要對(duì)連接器與標(biāo)準(zhǔn)是否相符以及內(nèi)部零件被損壞與否。系統(tǒng)可以將質(zhì)量檢驗(yàn)的效率大大提升，而且也能夠使產(chǎn)品質(zhì)量得到保障，實(shí)現(xiàn)降低檢驗(yàn)成本的目的。

4 結(jié)語

作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)化視覺檢測(cè)技術(shù)對(duì)我國自動(dòng)化視覺檢測(cè)產(chǎn)品的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用，使其不斷向更高層次邁進(jìn)，同時(shí)也為我國制造業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]伍健.基于PDE和全變分濾波方法的研究及在多種噪聲中的應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2012.

篇4

1計(jì)算機(jī)視覺的概述及基本體系結(jié)構(gòu)

1.1計(jì)算機(jī)視覺概述

通過使用計(jì)算機(jī)和相關(guān)設(shè)備，對(duì)生物視覺進(jìn)行模擬的方式，就是計(jì)算機(jī)視覺。對(duì)采集到的圖片或視頻進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理，從而獲得相應(yīng)的三維信息場(chǎng)景，是計(jì)算機(jī)視覺的主要任務(wù)。計(jì)算機(jī)視覺是一門學(xué)問，它就如何通過計(jì)算機(jī)和照相機(jī)的運(yùn)用，使人們獲得被拍攝對(duì)象的數(shù)據(jù)與信息所需等問題進(jìn)行研究。簡(jiǎn)單的說，就是讓計(jì)算機(jī)通過人們給其安裝上的“大腦”和“眼睛”，對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行感知。計(jì)算機(jī)視覺是一門綜合性學(xué)科，在各個(gè)領(lǐng)域都有所作為，已經(jīng)吸引了各個(gè)領(lǐng)域的研究者對(duì)其研究。同時(shí)，計(jì)算機(jī)視覺也是科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)具有重要挑戰(zhàn)性的研究。

1.2計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域基本體系結(jié)構(gòu)

提出第一個(gè)較為完善的視覺系統(tǒng)框架的是Marr，他從信息處理系統(tǒng)角度出發(fā)，結(jié)合圖像處理、心理物理學(xué)等多領(lǐng)域的研究成果，提出被計(jì)算機(jī)視覺工作者基本接受的計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)框架。在此基礎(chǔ)上，研究者們針對(duì)視覺系統(tǒng)框架的各個(gè)角度、各個(gè)階段、各個(gè)功能進(jìn)行分析研究，得出了計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)，如圖1。

2計(jì)算機(jī)視覺在交通領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1牌照識(shí)別

車輛的唯一身份是車輛牌照。在檢測(cè)違規(guī)車輛、稽查被盜車輛和管理停車場(chǎng)工作中，車輛牌照的有效識(shí)別與檢測(cè)具有重要的作用和應(yīng)用價(jià)值。然而在實(shí)際應(yīng)用工作中，雖然車牌識(shí)別技術(shù)相對(duì)成熟，但是由于受到拍攝角度、光照、天氣等因素的影響，車牌識(shí)別技術(shù)仍需改善。車牌定位技術(shù)、車牌字符識(shí)別技術(shù)和車牌字符分割技術(shù)是組成車牌識(shí)別技術(shù)的重要部分。

2.2車輛檢測(cè)

目前，城市交通路口處紅綠燈的間隔時(shí)間是固定不變的，但是受交通路口的位置不同、時(shí)間不同的影響，每個(gè)交通路口的交通流量也是持續(xù)變化的。此外，對(duì)于某些交通區(qū)域來說，公共資源的配備，比如交通警察、交通車輛的數(shù)量是有限的。如果能根據(jù)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，對(duì)交通路口的不同時(shí)間、不同位置的交通情況進(jìn)行分析計(jì)算，并對(duì)交通流量進(jìn)行預(yù)測(cè)，有利于為交通警察縮短出警時(shí)間、為交通路口的紅綠燈根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置動(dòng)態(tài)變化等技術(shù)提供支持。

2.3統(tǒng)計(jì)公交乘客人數(shù)

城市公共交通的核心內(nèi)容是城市公交調(diào)度問題，一個(gè)城市如何合理的解決公交調(diào)度問題，是緩解城市運(yùn)力和運(yùn)量矛盾，緩解城市交通緊張的有效措施。城市公交調(diào)度問題，為公交公司與乘客的平衡利益，為公交公司的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益的提高做出了巨大的貢獻(xiàn)。由于在不同的地域、不同的時(shí)間，公交客流會(huì)存在不均衡性，高峰時(shí)段的公交乘客過多，平峰時(shí)段的公交乘客過少，造成了公交調(diào)度不均衡問題，使有限資源浪費(fèi)嚴(yán)重。在計(jì)算機(jī)視覺智能公交系統(tǒng)中，自動(dòng)乘客計(jì)數(shù)技術(shù)是其關(guān)鍵技術(shù)。自動(dòng)乘客計(jì)數(shù)技術(shù)，是對(duì)乘客上下車的時(shí)間和地點(diǎn)自動(dòng)收集的最有效的技術(shù)之一。根據(jù)其收集到的數(shù)據(jù)，從時(shí)間和地點(diǎn)兩方面對(duì)客流分析，為城市公交調(diào)度進(jìn)行合理的安排。

2.4對(duì)車道偏離程度和駕駛員工作狀態(tài)判斷

交通事故的發(fā)生率隨著車輛數(shù)量的增加而增加。引發(fā)交通事故的重要因素之一就是駕駛員疲勞駕駛。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，因車道偏離導(dǎo)致的交通事故在40%以上。其中，駕駛員的疲勞駕駛就是導(dǎo)致車道偏離的主要原因。針對(duì)此種現(xiàn)象，為減少交通事故的發(fā)生，計(jì)算機(jī)視覺中車道偏離預(yù)警系統(tǒng)被研究開發(fā)并被廣泛應(yīng)用。針對(duì)駕駛員眨眼頻率，利用計(jì)算機(jī)視覺對(duì)駕駛員面部進(jìn)行圖像處理和分析，再根據(jù)疲勞駕駛關(guān)注度與眨眼頻率的關(guān)系，對(duì)駕駛員的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷。此外，根據(jù)道路識(shí)別技術(shù)，對(duì)車輛行駛狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，也是判斷駕駛員工作狀態(tài)的方法之一。這兩種方法，是目前基于計(jì)算機(jī)視覺的基礎(chǔ)上，檢測(cè)駕駛員疲勞狀態(tài)的有效方法。

2.5路面破損檢測(cè)

最常見的路面損壞方式就是裂縫。利用計(jì)算機(jī)視覺，及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面破損情況，并在其裂縫程度嚴(yán)重之前進(jìn)行修補(bǔ)，有利于節(jié)省維護(hù)成本，也避免出現(xiàn)路面坍塌，車輛凹陷的情況發(fā)生。利用計(jì)算機(jī)視覺進(jìn)行路面檢測(cè)，相較于之前人工視覺檢測(cè)相比，有效提高了視覺檢測(cè)的效率，增強(qiáng)了自動(dòng)化程度，提高了安全性，為市民的出行安全帶來了更高保障。

3結(jié)論

本文從計(jì)算機(jī)視覺的概述，及計(jì)算機(jī)視覺基本體系結(jié)構(gòu)，和計(jì)算機(jī)視覺在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用三面進(jìn)行分析，可見計(jì)算機(jī)視覺在交通領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，在交通領(lǐng)域中應(yīng)用的有效性、顯著性，以此可得計(jì)算機(jī)視覺在現(xiàn)展過程中的重要性。隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的越來越成熟，交通領(lǐng)域的檢測(cè)管理一定會(huì)加嚴(yán)格，更加安全。

作者:夏棟 單位:同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院

參考文獻(xiàn):

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[4]馬良紅.三維物體影像的攝取與分析[J].中國公路學(xué)報(bào),2014(05).

篇5

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)視覺圖像 精密測(cè)量 構(gòu)造幾何模型 信號(hào)源的接收

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）05-1211-02

新型計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量是一種基于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)以及圖像顯示的高精度的關(guān)鍵技術(shù)，它廣泛用于測(cè)量的領(lǐng)域，對(duì)于測(cè)量的準(zhǔn)確性有很好的保證。這種關(guān)鍵技術(shù)是幾何了光學(xué)的特性，發(fā)揮了圖像學(xué)的顯影性，把普通的測(cè)量技術(shù)瞬間提升到了一個(gè)新的高度。在這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中包含了物理學(xué)中光的效應(yīng)，圖像中的傳感器以及計(jì)算機(jī)中的編程軟件，這還不完全，還有一些其他科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)的輔助，可以說這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是一個(gè)非常有技術(shù)含量的技術(shù)，很值得學(xué)者進(jìn)行研究。

1 計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)的具體形式

在以往的測(cè)量中，選擇的測(cè)量方式還是完全采用機(jī)械的形式，但是在使用了計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量后，完成了許多以往技術(shù)所不能達(dá)到的任務(wù)。在我們的研究中，計(jì)算機(jī)視覺圖像測(cè)量的原理是通過攝像機(jī)將被處理的對(duì)象采集進(jìn)行影像采集，在多個(gè)控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集完成后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將這些圖像進(jìn)行整合，得出相關(guān)的幾何多變參數(shù)，再在計(jì)算機(jī)上以具體的數(shù)據(jù)顯示出來，以供技術(shù)人員使用參照。

在上面所說的攝像機(jī)并不是我們通常意義上生活中使用的攝像機(jī)。它是一種可視化較強(qiáng)，表針比較敏感的測(cè)試儀。可以將視覺中的二維形態(tài)通過顯影，記錄在機(jī)械的光譜儀上，再將這種的二維圖像做數(shù)學(xué)處理，有二階矩陣轉(zhuǎn)換為三階矩陣，通過播放儀呈現(xiàn)出三維的影像。這時(shí)的圖像變?yōu)榱Ⅲw化，更有層次感，效果上也有了明顯的變化，這是一種顯示方法。此外還有一種造價(jià)較高的儀器，我們不常使用，就是圖像提取器。同樣是采集控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)整合在系統(tǒng)之內(nèi)，然后對(duì)于原始的圖像進(jìn)行預(yù)處理，不再經(jīng)過有曝光這個(gè)程序，將圖像中關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)在整個(gè)內(nèi)部軸面上體現(xiàn)出來，提取數(shù)據(jù)幀數(shù)，再運(yùn)用機(jī)器的智能識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)生成圖形，這也可以用于精密測(cè)量。它的優(yōu)點(diǎn)就是使用上極其的方面，基本只要架立儀器和打開開關(guān)，其他的工作機(jī)械系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)的完成。使用的困難就是造價(jià)極其的高，不適合一般企業(yè)使用。在基于計(jì)算機(jī)視覺圖像測(cè)量中使用上的原理如下：

1） 計(jì)算出觀察控制點(diǎn)到計(jì)算機(jī)視覺圖像測(cè)量?jī)x器的有效距離；

2） 得出觀察點(diǎn)到目標(biāo)控制點(diǎn)之間的三維的運(yùn)動(dòng)幾何參數(shù)；

3） 推斷出目標(biāo)控制點(diǎn)在整個(gè)平面上的表面特征（ 大多時(shí)候要求形成立體視覺）；

4） 還通過觀察可以判斷出目標(biāo)物體的幾何坐標(biāo)方位。

在整個(gè)計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中最關(guān)鍵的元件就是壓力應(yīng)變電阻儀，這也是傳感器的一部分。壓力應(yīng)變電阻儀的使用方式是將應(yīng)力片粘貼在控制點(diǎn)位上，事先在物體表面打磨平整，清理干凈后，涂抹丙酮試劑，在液體完全風(fēng)干后就可以黏貼應(yīng)力片，通過導(dǎo)線的聯(lián)接，形成了一小段閉合的電路，時(shí)刻讓計(jì)算機(jī)視覺圖像系統(tǒng)可以感應(yīng)到并作跟蹤觀察。因受到來自不同方面諧波的影響后，應(yīng)力片會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)值的電阻，在電路中，這些電阻會(huì)轉(zhuǎn)化為電流，視覺圖像系統(tǒng)接收到了電流后就會(huì)顯示在儀表盤上相應(yīng)的數(shù)據(jù)，我們就可以根據(jù)儀表盤中的數(shù)據(jù)記錄測(cè)量中的數(shù)據(jù)，很好的解決了原始機(jī)械在使用過程中大量的做無用功所消耗資源的現(xiàn)象。傳感器對(duì)每個(gè)應(yīng)點(diǎn)都進(jìn)行動(dòng)態(tài)的測(cè)量，將數(shù)據(jù)模轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實(shí)中的圖像，精確的成像可以測(cè)算出控制點(diǎn)的位置，用計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量結(jié)合數(shù)據(jù)方面的相關(guān)的分析，得出施工中的可行性報(bào)告分析，減低了施工中的成本，將施工的預(yù)算控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。

當(dāng)無法觀察到控制點(diǎn)是，計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量可以通過接收信號(hào)或是相關(guān)的頻率波段來收集數(shù)據(jù)，不會(huì)因?yàn)橐酝鶞y(cè)量的環(huán)境不好，距離太遠(yuǎn)，誤差太大的影響。

2 計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)分析

在計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中解決了很多以往很難完成的任務(wù)，但是在使用過程中還是發(fā)生了很多的問題。尤其在視覺圖像的選擇中，無法使用高幀數(shù)的圖片顯示，無法將計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來。我們就計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中常見的問題進(jìn)行討論。

2.1 降低失誤的概率

在很多的數(shù)據(jù)誤差中，有一部分是出現(xiàn)在人為的因素上面。對(duì)于機(jī)器的不熟悉和操作中的疏忽都會(huì)在一定程度上對(duì)圖像的視覺感模擬帶來麻煩。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置上，要經(jīng)常性的學(xué)習(xí)，將配置在可能的情況下設(shè)置的更加合理和使用，保證網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)的安全性。為防止更多因操作帶來的誤差，選用系統(tǒng)登入的制度，用戶在通過識(shí)別后進(jìn)入系統(tǒng)，在采集數(shù)據(jù)后，確定最終數(shù)據(jù)上又相關(guān)的再次確定的標(biāo)識(shí)，系統(tǒng)對(duì)本身有的登錄服務(wù)器和路由器有相關(guān)的資料解釋，記錄好實(shí)用操作的時(shí)間，及時(shí)備份。

2.2 對(duì)于權(quán)限的控制

權(quán)限控制是針對(duì)測(cè)量關(guān)鍵所提出的一種安全保護(hù)措施，它是在使用計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中對(duì)用戶和用戶組賦予一定的權(quán)限，可以限制用戶和用戶組對(duì)目錄、子目錄、文件、打印機(jī)和其他共享資源的瀏覽和更改。圖像中的運(yùn)行服務(wù)器在停止的情況下可以做出不應(yīng)答的操作指令，立刻關(guān)閉當(dāng)前不適用的界面，加快系統(tǒng)的運(yùn)行速度，對(duì)于每天的日志文件實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。對(duì)于數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)可采用可三維加密的方法，定時(shí)進(jìn)行安全檢測(cè)等手段來進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。如果通過了加密通道，系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)自動(dòng)的保存和轉(zhuǎn)換為視圖模式，對(duì)于數(shù)據(jù)的審計(jì)和運(yùn)行可以同時(shí)進(jìn)行，這樣就可以很好的保證大地測(cè)量中的圖像數(shù)據(jù)安全，利用防護(hù)墻將采集中廢棄的數(shù)據(jù)革除在外，避免數(shù)值之間發(fā)生紊亂的現(xiàn)象，進(jìn)一步改善計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)。

2.3 開啟自動(dòng)建立備份系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)的完善中會(huì)常遇到系統(tǒng)突然崩潰或是圖像受到嚴(yán)重干擾導(dǎo)致無法轉(zhuǎn)換的一系列情況，發(fā)生這種情況最大的可能性就是系統(tǒng)在處理多組數(shù)據(jù)后無法重新還原成進(jìn)入界面。這時(shí)為保證圖片轉(zhuǎn)換成數(shù)字的系統(tǒng)數(shù)據(jù)不丟失，我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行備份。選定固定的磁盤保存數(shù)據(jù)，定期將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)換前的圖像和轉(zhuǎn)換后的數(shù)值）導(dǎo)出，保證程序的正常運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)一旦發(fā)生錯(cuò)誤，可以盡快的恢復(fù)數(shù)據(jù)的初始狀態(tài)，為測(cè)量任務(wù)的完成爭(zhēng)取更多的時(shí)間。我們還要減少信號(hào)源周圍的干擾，定期的更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，保持?jǐn)?shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性，把攝像機(jī)記錄出的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)保存在相應(yīng)的技術(shù)圖紙上，用這樣的方式來知道測(cè)量工作。系統(tǒng)備份的數(shù)據(jù)還可以用于數(shù)據(jù)的對(duì)比，重復(fù)測(cè)量后得出的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)也備份的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)誤差值在規(guī)定以外，就會(huì)做出相應(yīng)的預(yù)警，這樣也能在工作中降低出現(xiàn)誤差的概率。

3 計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)遇到的困難和使用前景

計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)作為一種新興技術(shù)在使用時(shí)間上不過十幾年，其使用的程度已經(jīng)無法估算。正是因?yàn)樗暮?jiǎn)單、使用、精度高以及自動(dòng)化能力卓越的特點(diǎn)受到了測(cè)量單位的廣泛青睞。在測(cè)量方面的這些可靠性和穩(wěn)定性也是有目共睹的。在土木和機(jī)械測(cè)量的行業(yè)計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)都會(huì)有廣泛和良好的使用，前景也是十分的廣闊。但是不容忽視該技術(shù)也有一些弊端。這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)中涵蓋的學(xué)科非常的多，涉及到的知識(shí)也很全面，一旦出現(xiàn)了機(jī)器的故障，在維修上還是一個(gè)很大的問題，如何很好的解決計(jì)算機(jī)視覺圖像技術(shù)的相關(guān)核心問題就是當(dāng)下亟待解決的。

我們都知道，人的眼睛是可以受到吱聲的控制，想要完成觀測(cè)是十分簡(jiǎn)單的，但是在計(jì)算機(jī)視覺圖像技術(shù)中，畢竟是采取攝像機(jī)取景的模式，在取得的點(diǎn)位有的時(shí)候不是特別的有代表性，很難將這些問題具體化、形象化。達(dá)不到我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)的初衷。所以在這些模型的構(gòu)建中和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換上必須有嚴(yán)格的規(guī)定和要求，切不可盲目的實(shí)施測(cè)量，每項(xiàng)技術(shù)操作都要按規(guī)程來實(shí)施。

上文中也談到了，計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)中最主要的構(gòu)建是傳感器，一個(gè)合理的傳感器是體統(tǒng)的“心臟”，我們?cè)趦x器的操作中，不能時(shí)時(shí)刻刻對(duì)傳感器進(jìn)行檢查，甚至這種高精度的元件在檢查上也并不是一件簡(jiǎn)單的事情，通過不斷的研究，將傳感器的等級(jí)和使用方法上進(jìn)行一定的創(chuàng)新也是一項(xiàng)科研任務(wù)。

4 結(jié)束語

在測(cè)量工程發(fā)展的今天，很多的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)離不了計(jì)算機(jī)視覺圖像技術(shù)的輔助，該文中詳細(xì)的談到了基于計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)方面的研究，對(duì)于之中可能出現(xiàn)的一些問題也提出了相應(yīng)的解決方案。測(cè)量工程中計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)可以很好的解決和完善測(cè)量中遇到的一些問題，但是也暴露出了很多的問題。

將基于計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)引入到測(cè)量工程中來，也是加強(qiáng)了工程建設(shè)的信息化水平?？梢灶A(yù)見的是，在未來使用計(jì)算機(jī)視覺圖像技術(shù)建立的測(cè)量模型會(huì)得到更多、更好的應(yīng)用。但作為一個(gè)長(zhǎng)期復(fù)雜的技術(shù)工程，在這個(gè)建設(shè)過程中定會(huì)有一些困難的出現(xiàn)。希望通過不斷的發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，讓計(jì)算機(jī)視覺圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)在測(cè)量中作用發(fā)揮的更好。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

關(guān)鍵詞：OpenCV；計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)；三維模擬技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）30-0137-02

21世紀(jì)是國際計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)展的時(shí)代，人們生活中的每個(gè)角落都可以看到計(jì)算機(jī)技術(shù)的身影，尤其是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和圖像處理功能發(fā)展更加迅猛，各技術(shù)分支也逐漸趨于成熟。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)主要指的就是利用智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來代替人類的眼睛對(duì)現(xiàn)實(shí)三維世界進(jìn)行辨識(shí)和理解，整個(gè)過程均是計(jì)算機(jī)自我學(xué)習(xí)的過程，而隨著這項(xiàng)技術(shù)研究的不斷深入，其不再僅僅包含計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)，同時(shí)還涉獵了包括生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)、物理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)等多門學(xué)科，為人類科技的進(jìn)步提供了有效的動(dòng)力。

1 計(jì)算機(jī)對(duì)視頻中運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)的原理概述

在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)下，對(duì)視頻當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)原理主要包括兩種，分別是從微觀和宏觀的角度出發(fā)。其中宏觀檢測(cè)技術(shù)指的是當(dāng)計(jì)算機(jī)截取了視頻中的某一個(gè)圖像，其以整幅圖像為對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)；微觀檢測(cè)技術(shù)是指在截取圖像后，根據(jù)實(shí)際需求對(duì)某一區(qū)域內(nèi)的圖像內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)。在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其第一步就是對(duì)圖像的采集，第二步是對(duì)已經(jīng)采集的圖像進(jìn)行預(yù)分析處理，如果采用宏觀檢測(cè)技術(shù)則對(duì)圖像整體進(jìn)行分析；如果采用微觀檢測(cè)技術(shù)則首先將圖像進(jìn)行分割，然后對(duì)分割后各圖像內(nèi)容中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)物體影像進(jìn)行分析。在圖像數(shù)據(jù)獲取過程中應(yīng)用的是背景差分法，這一技術(shù)主要是將背景和運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行分離提取，以獲取沒有背景圖像的運(yùn)動(dòng)物體影像數(shù)據(jù)。還可以利用幀間差分法，這種方法主要是對(duì)一個(gè)視頻圖像的逐幀畫面進(jìn)行差別比較，從而獲得各幀圖像上的差值，而將這些差值幀圖結(jié)合起來就是一個(gè)物體在計(jì)算機(jī)視覺下的運(yùn)動(dòng)軌跡?，F(xiàn)代研究者更傾向于將背景和幀間差分法進(jìn)行結(jié)合運(yùn)用，這樣可以獲得無背景下的運(yùn)動(dòng)物體軌跡，進(jìn)而提升計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)捕捉數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2 OpenCV的應(yīng)用概述

OpenCV是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)當(dāng)中具有開源性的視覺庫，其最早是由俄羅斯Intel分公司所研發(fā)，不僅高效，而且具有兼容的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)與傳統(tǒng)IPL圖像處理系統(tǒng)相比，OpenCV所處理的圖像數(shù)據(jù)等級(jí)更高，例如在對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行特征跟蹤、目標(biāo)分割、運(yùn)動(dòng)軌跡分析以及三維模型重建等方面都有著巨大的優(yōu)勢(shì)。

OpenCV本身編輯的源代碼是開放式的，編寫過程簡(jiǎn)潔且方便，并且程序中大多數(shù)函數(shù)已經(jīng)通過了匯編的最優(yōu)化，使其能夠更加高效地被應(yīng)用。在使用OpenCV的攝像機(jī)標(biāo)定模塊已經(jīng)為用戶設(shè)計(jì)了實(shí)用性較強(qiáng)的接口，并且能夠支持Windows界面的操作平臺(tái)，使得這一技術(shù)的操作更加簡(jiǎn)便。這一技術(shù)本身操作簡(jiǎn)便，對(duì)于編程人員和檢驗(yàn)人員個(gè)人技能素質(zhì)要求并不高，視覺技術(shù)系統(tǒng)研發(fā)人員可以利用簡(jiǎn)便的操作來檢驗(yàn)其設(shè)想是否能夠?qū)崿F(xiàn)，這就使得現(xiàn)代計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠形成更好的協(xié)作研發(fā)關(guān)系，進(jìn)一步提升技術(shù)研究效率。目前已知OpenCV編程系統(tǒng)在航空航天定位、衛(wèi)星地圖繪制、工廠大規(guī)模生產(chǎn)視覺檢測(cè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)于無人飛行器的視覺捕捉技術(shù)也有極大的幫助。最為重要的是OpenCV編程語言的兼容性較強(qiáng)，編程人員可以根據(jù)自己的意愿對(duì)源代碼進(jìn)行披露，并且國內(nèi)也已經(jīng)形成了規(guī)模較大的交流社區(qū)，給更多同行業(yè)者提供答疑解惑的場(chǎng)所，進(jìn)一步擴(kuò)大了OpenCV的應(yīng)用范圍。

3 基于OpenCV的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

3.1 基于OpenCV下的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)技術(shù)

在常規(guī)運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)技術(shù)下，均是直接通過圖像背景和運(yùn)動(dòng)物體的區(qū)分來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的捕捉。而基于OpenCV下的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)技術(shù)則不僅能夠針對(duì)于圖像背景的分離實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的觀察，還可通過物體本身特定的信息來進(jìn)行檢測(cè)，主要包括形狀、輪廓以及顏色等。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜的背景當(dāng)中將特定的運(yùn)動(dòng)物體完整抽離出來。其基本流程包括：首先，對(duì)影像數(shù)據(jù)當(dāng)中某一時(shí)間點(diǎn)的圖像進(jìn)行捕捉，然后對(duì)這一視頻圖像的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化；其次，對(duì)轉(zhuǎn)化格式后的視頻圖像進(jìn)行早期處理，并將運(yùn)動(dòng)物體和復(fù)雜的背景區(qū)分開，降低周圍各環(huán)境因素對(duì)運(yùn)動(dòng)物體主體圖像的影響；第三，根據(jù)完成提取后的運(yùn)動(dòng)物體圖像進(jìn)行辨識(shí)，然后再從視頻當(dāng)中捕捉擁有相同特征的物體，并對(duì)該物體進(jìn)行跟蹤識(shí)別。而這一過程的實(shí)質(zhì)則在于先利用圖像捕捉技術(shù)對(duì)畫面進(jìn)行截取，然后同時(shí)利用背景差分法和幀間差分法對(duì)圖像進(jìn)行分割，逐幀地將運(yùn)動(dòng)物體完成提取出來，以供計(jì)算機(jī)進(jìn)行視覺跟蹤處理。

3.2 基于OpenCV的圖像預(yù)處理技術(shù)

一般情況下，計(jì)算機(jī)視覺處理技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境情況較為復(fù)雜，大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境當(dāng)中均有光照的變化，并且部分計(jì)算機(jī)視覺處理設(shè)備還需要在露天環(huán)境下進(jìn)行工作，此時(shí)周圍環(huán)境中的風(fēng)、溫度、光照、氣候以及運(yùn)動(dòng)物體數(shù)量等對(duì)視頻圖像的采集均有著極大的影響。環(huán)境因素會(huì)使圖像采集的質(zhì)量大幅度降低，同時(shí)圖像當(dāng)中的噪點(diǎn)問題也難以避免，而噪點(diǎn)是視覺捕捉和圖像處理當(dāng)中最大的影響因素。因此，在基于OpenCV下的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在捕捉視頻圖像之后先對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，然后再由系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行分離、檢測(cè)和跟蹤。一般的預(yù)處理過程主要包括平滑度濾波、圖像填充、背景實(shí)時(shí)更新等。

1）圖像的平滑度濾波預(yù)處理技術(shù)

由于在實(shí)際計(jì)算機(jī)視覺捕捉過程中圖像噪點(diǎn)是難以避免的問題，以此在對(duì)圖像中運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行檢測(cè)前，應(yīng)該相對(duì)這些噪點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理，降低環(huán)境噪聲對(duì)圖像的影響。圖像的平滑度濾波處理共分為兩種方式，分別為線性和非線性。其中線性處理方式就是通過計(jì)算機(jī)處理設(shè)備的簡(jiǎn)單運(yùn)算，對(duì)圖像當(dāng)中的噪點(diǎn)進(jìn)行直接清除，但這一技術(shù)使用后會(huì)造成截獲圖像模糊不清的情況，因此僅對(duì)噪點(diǎn)較少的圖像采用該處理方式；非線性濾波處理則是利用復(fù)雜的圖像處理運(yùn)算，將截獲圖像當(dāng)中的噪點(diǎn)無限縮小，使其不對(duì)圖像整體造成影響，并且可以有效保證圖像的局部調(diào)整，但這種處理方式在運(yùn)算時(shí)速度沒有線性濾波處理快，因此需應(yīng)用在噪點(diǎn)較多，圖像信息較復(fù)雜的處理當(dāng)中。

2）圖像的填充預(yù)處理技術(shù)

這一處理技術(shù)在使用過程中運(yùn)算速度較慢，主要是由于其需要對(duì)逐幀的圖像均進(jìn)行處理，也包括兩種處理方式，分別為邊緣填充和腐蝕膨脹處理。其中邊緣填充處理主要指的是在確定運(yùn)動(dòng)物體之后，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自身的邊緣檢測(cè)處理技術(shù)，對(duì)物體的輪廓進(jìn)行辨識(shí)，并利用形態(tài)學(xué)上的漫水填充方式對(duì)運(yùn)動(dòng)物體周圍的噪點(diǎn)進(jìn)行顏色填充，減小其對(duì)畫面整體元素的影響。而腐蝕膨脹處理與邊緣填充處理原理相類似，但這種處理技術(shù)主要是針對(duì)于噪點(diǎn)進(jìn)行腐蝕和膨脹，使其在畫面當(dāng)中所占比例擴(kuò)大，但對(duì)運(yùn)動(dòng)物體本身不造成影響，這使運(yùn)動(dòng)物體和噪點(diǎn)之間的差異就會(huì)更加明顯，就可以將噪點(diǎn)的影響降到最低，但這種處理方法的效果和攝像機(jī)本身的性能、質(zhì)量等有著密切的關(guān)聯(lián)。

3）背景的實(shí)時(shí)更新預(yù)處理技術(shù)

在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體和背景分離過程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要對(duì)圖像上的背景元素進(jìn)行辨識(shí)，并對(duì)其開展初始化處理，這樣就能夠?yàn)楹笃趯?shí)時(shí)背景圖像的差異進(jìn)行凸顯，以增加前景圖像的效果，降低噪點(diǎn)對(duì)圖像的影響。在運(yùn)用這一技術(shù)時(shí)，首先要先對(duì)第一幀的圖像進(jìn)行確定，并將第一幀圖像當(dāng)中的背景圖像元素進(jìn)行辨識(shí)，然后在后期圖像更新和運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)過程中對(duì)背景進(jìn)行實(shí)時(shí)更新處理。在更新的過程中其流程主要包括：首先，系統(tǒng)要對(duì)所讀取的畫面進(jìn)行有效的判斷，了解該圖像是否為第一幀；其次，將Opencv處理的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閱瓮ǖ阑叶戎?；第三，?duì)轉(zhuǎn)變后的圖像進(jìn)行高斯平滑度濾波處理，將圖像當(dāng)中的噪點(diǎn)進(jìn)行去除；第四，采用形態(tài)學(xué)噪點(diǎn)填充技術(shù)對(duì)圖像當(dāng)中的噪點(diǎn)進(jìn)行二次處理，以獲得所需要更新的背景圖像。

3.3 前景運(yùn)動(dòng)物體的提取技術(shù)

在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體的檢測(cè)時(shí)，只有有效保障檢測(cè)流程的準(zhǔn)確度，才能夠有效保障對(duì)前景運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤效果。其主要分為兩大步驟，其一是對(duì)二值化后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割處理；其二是在圖像分析前對(duì)其進(jìn)行充分的填充處理，保證前景圖數(shù)據(jù)的完整性。同時(shí)，在前景圖像提取的過程中也分為多個(gè)步驟，其包括：首先，對(duì)所提出的前景圖像和背景圖像進(jìn)行差分處理；其次，將差分處理后的圖像二值化處理；第三，對(duì)背景當(dāng)中前景物體的輪廓或邊緣進(jìn)行辨識(shí)，根據(jù)前景圖像的輪廓對(duì)其進(jìn)行填充。由于在實(shí)際操作過程中，攝像頭所處環(huán)境的變化較大，并且會(huì)在不同場(chǎng)所內(nèi)的不同角度捕捉畫面，因此就需要在前景圖像提取時(shí)有效提高背景圖像實(shí)時(shí)更新的效果。

利用閥值二值化的分割方式能夠有效將前景圖像和背景圖像分離開，從而使目標(biāo)運(yùn)動(dòng)物體能夠呈現(xiàn)獨(dú)立化，并且閥值分割方式開展前要相對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行確定，判斷其是否位于灰度值的范圍內(nèi)。而將該圖像的像素灰度和閥值進(jìn)行對(duì)比后會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果，分別是灰度值低于或高于閥值。在實(shí)際應(yīng)用過程中，有效確定圖像的分割閥值T，就能夠降低環(huán)境當(dāng)中光照因素對(duì)圖像質(zhì)量的影響。

4 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)當(dāng)中的三維重建技術(shù)

1）三維重建的視覺系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在對(duì)圖像進(jìn)行捕捉時(shí)可以視為是對(duì)大量的圖像信息進(jìn)行處理，從攝像機(jī)的視覺角度出發(fā)，其所輸入的圖像一般為二維屬性，但輸出的信息確是三維數(shù)據(jù)，而這種三維空間數(shù)據(jù)能夠提升對(duì)運(yùn)動(dòng)物體所處空間位置、距離等描述的準(zhǔn)確性。在三維重建視覺系統(tǒng)工作過程中，其相對(duì)基本的圖像數(shù)據(jù)框架進(jìn)行確定，然后利用一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)建立2.5D圖像數(shù)據(jù)，即以此點(diǎn)為視角能夠觀察到的圖像數(shù)據(jù)，再將2.5D圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行整合從而建立三維圖像。

2）雙目視覺系統(tǒng)

當(dāng)人體利用雙眼在不同角度、同一時(shí)間內(nèi)觀察同一個(gè)物體時(shí)，就可以利用算法來測(cè)量該物體和人體之間的距離，而這種方法也被稱為雙目立體感，其應(yīng)用的原理主要是人體視覺差所帶來的影響。同時(shí)利用兩臺(tái)攝像機(jī)對(duì)同一圖像從不同角度進(jìn)行觀察，就能夠獲得人體雙目觀察后的效果，因此這一三維重建技術(shù)也被稱為“雙目視覺系統(tǒng)”。兩臺(tái)不同的攝像機(jī)即可代表人體雙眼，其對(duì)圖像進(jìn)行逐幀捕獲，但由于角度不同和環(huán)境影響因素的差異，因此造成了圖像差異，必須對(duì)其捕捉的圖像進(jìn)行預(yù)處理。

3）三維重構(gòu)算法

在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)中對(duì)于視頻流的采集主要依靠的是彩色攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)、紅外接收攝像頭等設(shè)備。還可以利用微軟所提供的Kinect設(shè)備，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)前能夠?qū)UI進(jìn)行初始化處理，將系統(tǒng)內(nèi)函數(shù)的參數(shù)設(shè)定為用戶信息深度圖、彩圖、骨骼追蹤圖等數(shù)據(jù)。在使用Kinect設(shè)備對(duì)視頻流進(jìn)行打開時(shí)，其可以遵循三個(gè)步驟，其一是彩色和深度數(shù)據(jù)的處理；其二是根據(jù)數(shù)據(jù)的索引添加顏色信息，并將其引入到深度圖數(shù)據(jù)當(dāng)中；其三是骨骼追蹤數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

計(jì)算機(jī)視覺捕捉技術(shù)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用當(dāng)中較為先進(jìn)的內(nèi)容，其應(yīng)用范圍較廣，對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體的捕捉準(zhǔn)確度較高，能夠有效推進(jìn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張?？?基于Opencv的人手識(shí)別與跟蹤定位技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D].昆明： 云南大學(xué)，2013.

篇7

農(nóng)業(yè)機(jī)械化不僅是人類的解放，解放勞動(dòng)力。這些年輕的勞動(dòng)力投入到其他領(lǐng)域，促進(jìn)中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，優(yōu)化操作質(zhì)量和增加作物產(chǎn)量，有利于農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民收入，因此，今后應(yīng)重視先進(jìn)技術(shù)的推廣，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平。目前農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用，一些機(jī)械在使用過程中不能清楚地確定作物的位置，機(jī)器在關(guān)閉過程中很容易錯(cuò)過，所以利用新技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械有利于彌補(bǔ)農(nóng)業(yè)機(jī)械的脆弱性，提高機(jī)器的運(yùn)作效率。

目前，高新技術(shù)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)也開始使用高新技術(shù)，引入計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用現(xiàn)狀。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用技術(shù)

2.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，主要是利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、品位等農(nóng)業(yè)產(chǎn)品檢查，是基于圖像處理，計(jì)算機(jī)視覺的學(xué)科，主要是視覺信息處理理論。表達(dá)和計(jì)算方法研究，近年來，圖像處理，計(jì)算機(jī)硬件和軟件，等可視化仿真技術(shù)的逐漸發(fā)展計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的使用功能也擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是用來檢查農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量不僅是現(xiàn)階段和分級(jí)產(chǎn)品還用于收割、種植等。

2.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械的CAD技術(shù)

CAD技術(shù)在我國已廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程設(shè)計(jì)制造從上個(gè)世紀(jì)60年代，我國40多年后獨(dú)立研究開發(fā)和推廣應(yīng)用。但由于我國機(jī)械工程設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)的開發(fā)過程的社會(huì)主義改革開放的影響，以便后期的完美程度我國機(jī)械工程設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)程度的效率和其他性能大大受到限制，相對(duì)于我國的國外機(jī)械工程設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)仍處于較低水平。

2.3 農(nóng)業(yè)機(jī)械的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用非常成功，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)等技術(shù)，可以監(jiān)測(cè)作物和土壤的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也可以生產(chǎn)作物的發(fā)展，植物病蟲害，和實(shí)時(shí)監(jiān)控等等，然后依靠定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)來完成現(xiàn)場(chǎng)操作。

農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、信息網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)視覺、自動(dòng)控制技術(shù)的融合。目前，已經(jīng)開發(fā)了采摘機(jī)器人，嫁接機(jī)器人，機(jī)器人除草，施肥機(jī)器人噴涂機(jī)器人，等。對(duì)肥料和噴涂機(jī)器人的使用，可以避免肥料、殺蟲劑和其他化學(xué)品危害人體，達(dá)到改善環(huán)境的目的。目前雖然我國機(jī)器人技術(shù)落后于發(fā)達(dá)國家，取得了一些就，但由于現(xiàn)代機(jī)械機(jī)器人的購買成本非常高，所以這項(xiàng)技術(shù)并沒有得到普及。

在農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有非常廣闊的發(fā)展前景，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立三維模型的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)師不僅可以了解每一個(gè)部分的質(zhì)量，也可以完全滿足的每一部分的運(yùn)行性能三維農(nóng)業(yè)機(jī)械模型具有很高的精度，和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商大規(guī)模生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。

在虛擬制造系統(tǒng)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)，虛擬制造系統(tǒng)是由多種學(xué)科知識(shí)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合建模、仿真、生產(chǎn)、制造汽車。與此同時(shí)，虛擬制造系統(tǒng)還可以制定合理的產(chǎn)品檢驗(yàn)和測(cè)試程序。目前，虛擬制造技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，涉及開始工裝及模具生產(chǎn)設(shè)備，和其他領(lǐng)域，可以在生產(chǎn)部門系統(tǒng)，在這一過程中完成建模、修改、分析和優(yōu)化的四個(gè)工作。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2.4 人工智能技術(shù)

近年來，全球高端技術(shù)獲得了農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，管理，挖掘和采摘等實(shí)現(xiàn)智能化，使用人工智能技術(shù)研究和開發(fā)的激光拖拉機(jī)、內(nèi)部導(dǎo)航設(shè)備，等等，可以拖拉機(jī)的方向和具置測(cè)量，并通過建立計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫將記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)庫了解排水位置、土壤濕度、等等。了解土地信息后，制定合理的土地種植方案，計(jì)算機(jī)化化肥消費(fèi)，數(shù)量的農(nóng)藥和種子。

3 先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械化操作的保障措施

得到更好的應(yīng)用程序?yàn)榱舜龠M(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，未來應(yīng)該完善的技術(shù)推廣體系，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展。完善的技術(shù)推廣體系，高度重視農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣，建立試驗(yàn)示范基地，發(fā)揮作用的指導(dǎo)，讓農(nóng)民參觀和學(xué)習(xí)。讓他們意識(shí)到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的重要作用，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的意識(shí)，接受和使用機(jī)械設(shè)備，技術(shù)推廣和培訓(xùn)活動(dòng)。讓廣大農(nóng)民掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械和設(shè)備的使用，提高思想認(rèn)識(shí)和應(yīng)用技能、農(nóng)業(yè)機(jī)械和農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

構(gòu)建技術(shù)環(huán)境，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)該高度重視農(nóng)業(yè)機(jī)械和農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的作用。提高思想認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)規(guī)劃和指導(dǎo)，增加資本投資，培訓(xùn)專業(yè)人才，創(chuàng)新工作方法，對(duì)許多人來說，完善的技術(shù)推廣體系，認(rèn)真履行職責(zé)，并擴(kuò)大先進(jìn)技術(shù)的影響。完善法律法規(guī)，充分利用其在技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì)，重視技術(shù)的宣傳和推廣活動(dòng)，增強(qiáng)服務(wù)意識(shí)，擴(kuò)展廣泛的服務(wù)渠道，更好的滿足實(shí)際工作的需要，對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，為推廣農(nóng)業(yè)機(jī)械和設(shè)備創(chuàng)造便利。

4 農(nóng)業(yè)機(jī)械新技術(shù)的發(fā)展

農(nóng)業(yè)機(jī)械新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展是為了提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力服務(wù)，所以農(nóng)業(yè)機(jī)械新技術(shù)的發(fā)展主要是以下幾點(diǎn)：

首先，加快新技術(shù)的使用和推廣?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，加快計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和智能技術(shù)等新技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用，同時(shí)引進(jìn)國外先進(jìn)的機(jī)械、新技術(shù)，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率具有重要意義。

第二，政府補(bǔ)貼。購買新機(jī)器的個(gè)人組織生產(chǎn)、資本壓力，使得他們很難機(jī)械技術(shù)推廣，所以對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣使用新技術(shù)，政府將給予補(bǔ)貼材料，擴(kuò)大新機(jī)器的使用。

第三，提高農(nóng)業(yè)資源的利用效率。機(jī)械使用以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，提高農(nóng)業(yè)資源的利用率。例如，在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，和處理農(nóng)作物秸稈，絕大多數(shù)情況下燃燒，不僅浪費(fèi)資源，還污染空氣。但農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用新技術(shù)的農(nóng)作物秸稈粉碎加工、作物秸稈可以轉(zhuǎn)化成脂肪不僅材料，提高農(nóng)業(yè)資源的使用效率，也減少了空氣污染。

篇8

2013年4月，何搏飛辭去了一家美國上市公司中國區(qū)總經(jīng)理的職務(wù)。他用幾個(gè)月的時(shí)間在中國尋找創(chuàng)業(yè)伙伴，結(jié)果卻讓人失望。當(dāng)時(shí)，他已經(jīng)做好打算，和這個(gè)團(tuán)隊(duì)隨便聊半個(gè)小時(shí)，然后就飛去美國硅谷。

何搏飛推開門，看見幾個(gè)光著上身的年輕人坐在電腦前，整個(gè)屋子被各種大小的顯示屏圍繞。隨后，他和團(tuán)隊(duì)CTO趙勇從下午兩點(diǎn)一直聊到了凌晨?jī)牲c(diǎn)，就決定加入擔(dān)任CEO。這家公司的名字叫做“格靈深瞳”。

格靈深瞳是一家計(jì)算機(jī)視覺和人工智能的技術(shù)公司，通過深度數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法讓計(jì)算機(jī)主動(dòng)獲取三維視覺信息，并進(jìn)行精確的實(shí)時(shí)智能分析。簡(jiǎn)單來說，他們想讓計(jì)算機(jī)像人一樣，看見并理解這個(gè)世界。

“計(jì)算機(jī)視覺的技術(shù)已經(jīng)存在了幾十年，我們想要做第一個(gè)將計(jì)算機(jī)視覺商業(yè)化的公司?！焙尾w說。切入智能安防監(jiān)控領(lǐng)域是格靈深瞳選擇將計(jì)算機(jī)視覺商業(yè)化的第一步。今年6月，格靈深瞳獲得了紅杉資本數(shù)千萬美元的A輪融資。10月，其智能安防系統(tǒng)開始在國有四大銀行中的三大銀行進(jìn)行試點(diǎn)。

格靈深瞳CTO趙勇創(chuàng)業(yè)之前在Google工作，是Google Glass的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員之一。Google的工作原則是80/20，員工可以利用20%的時(shí)間自由創(chuàng)新。趙勇利用空閑的時(shí)間，重新開始研究自己在美國博士期間的研究方向―計(jì)算機(jī)視覺的人工智能。

計(jì)算機(jī)視覺過去主要建立在光學(xué)鏡頭采集的二維圖像上。光學(xué)鏡頭在生成圖像時(shí)，會(huì)丟失掉一個(gè)維度“深度”，只保留長(zhǎng)度和寬度。當(dāng)時(shí)人們覺得，通過二維圖像加上算法，就能夠讓計(jì)算機(jī)看懂世界。但趙勇和他布朗大學(xué)的博士導(dǎo)師并不同意這個(gè)觀點(diǎn)。他們堅(jiān)持認(rèn)為，計(jì)算機(jī)必須要通過三維信號(hào)才能夠看懂這個(gè)世界。因此，他們主張要增加“深度”這一維度的信息?！拔覀冇袃芍谎劬Γ褪菫榱伺袛嗌疃?。人腦比計(jì)算機(jī)聰明多少倍？人腦進(jìn)行判斷還需要三個(gè)維度的信息，計(jì)算機(jī)只通過兩個(gè)維度怎么能夠準(zhǔn)確判斷？”何搏飛對(duì)《第一財(cái)經(jīng)周刊》說。格靈深瞳的這一代智能安防系統(tǒng)上一共裝有3個(gè)鏡頭。一個(gè)是和普通安防系統(tǒng)一樣的RGB攝像頭，另外兩個(gè)用來發(fā)射和接收激光。激光發(fā)射鏡頭能夠在1/30秒的時(shí)間里發(fā)送36萬束激光，安防系統(tǒng)借助它們掃描出現(xiàn)實(shí)世界的三維立體圖像。

這3個(gè)鏡頭就相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的“眼睛”。格靈深瞳所做的，不僅是給計(jì)算機(jī)裝上“眼睛”，而且給計(jì)算機(jī)設(shè)置了一套“視網(wǎng)膜神經(jīng)系統(tǒng)”，讓計(jì)算機(jī)能夠看懂“眼睛”里出現(xiàn)的東西。

借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法，格靈深瞳的系統(tǒng)能夠同時(shí)分辨多人的運(yùn)動(dòng)軌跡和行動(dòng)速度，并一一精確記錄。比如早上8時(shí)的北京地鐵站，人群正處于早高峰極端擁擠的狀態(tài)，格靈深瞳可以從中分辨出一個(gè)穿紅衣服的女孩，精確跟蹤她在人群中的行走軌跡。同時(shí)，格靈深瞳的系統(tǒng)還能夠監(jiān)測(cè)人類肢體的運(yùn)動(dòng)幅度和速度，從而精確識(shí)別人們的姿勢(shì)和正在做的事情。

最初，趙勇和團(tuán)隊(duì)已經(jīng)解決了基本的技術(shù)問題，但還沒有想好商業(yè)化應(yīng)該選擇的行業(yè)。辦公區(qū)域前的大黑板上密密麻麻地寫著80多條可能的商業(yè)化方向，包括安防、教育、醫(yī)療等等。這些是格靈深瞳團(tuán)隊(duì)的工程師們一個(gè)晚上頭腦風(fēng)暴之后的成果。

“你們這是科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里想問題的方式?！笔煜ど虡I(yè)的何搏飛對(duì)趙勇說。“如果格靈深瞳的目標(biāo)是成為全球最好的計(jì)算機(jī)視覺和人工智能公司，最需要的是什么？”“海量的數(shù)據(jù)?！壁w勇說。

要獲得海量的數(shù)據(jù)，有兩種方法。第一個(gè)是像Google街景一樣，自己到各地去拍攝采集。另外一種，是通過現(xiàn)成的行業(yè)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)。有沒有一個(gè)行業(yè)，已經(jīng)在所有能夠采集數(shù)據(jù)的地方都裝上了攝像頭？趙勇和何搏飛同時(shí)想到了安防。安防是一個(gè)足夠大的市場(chǎng)。2013年中國安防市場(chǎng)的復(fù)合增長(zhǎng)率為30%，銷售收入約為4000億元。美國的攝像頭與人口比是1：10，但在中國的北京和上海這個(gè)數(shù)字還只是1：50。

更難得的是，格靈深瞳的技術(shù)正可以解決安防領(lǐng)域目前面臨的兩個(gè)難題―看不見和找不到。一方面，一個(gè)安保人員往往要同時(shí)負(fù)責(zé)監(jiān)看100多個(gè)攝像頭，隨便里面某個(gè)攝像頭拍攝到突發(fā)事件，當(dāng)時(shí)就被監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)的可能性非常小。另一方面，想要查找監(jiān)控錄像中的某一段錄像也非常困難，就算快進(jìn)，一段6個(gè)小時(shí)的視頻也得近1個(gè)小時(shí)才能看完。而格靈深瞳的智能計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)可以很好地解決這些問題。

選擇安防領(lǐng)域作為商業(yè)化切入口之后，趙勇和何搏飛開始分析市場(chǎng)和客戶。他們發(fā)現(xiàn)安防系統(tǒng)在機(jī)場(chǎng)、火車站、廣場(chǎng)等場(chǎng)景應(yīng)用最多。但場(chǎng)景一多，很多東西就無法控制。他們希望首先找到一個(gè)具有高度可復(fù)制性的場(chǎng)景，他們將目光投向了銀行。“中國的銀行幾乎都長(zhǎng)得一模一樣。由于銀監(jiān)會(huì)有嚴(yán)格的條例規(guī)定，它們的需求也都一樣。而且銀行本身底子厚，它們有很強(qiáng)的應(yīng)用安防新技術(shù)的動(dòng)力?！焙尾w告訴《第一財(cái)經(jīng)周刊》。

一開始跟銀行談合作時(shí)，何搏飛和趙勇將重點(diǎn)放在了暴力事件的監(jiān)控和報(bào)警上面。但他們發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況并不如自己所想。暴力事件的概率極小，因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，格靈深瞳無法向銀行展示出產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。

銀行的工作人員告訴他們，比起外部風(fēng)險(xiǎn)，銀行更頭疼的是內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)。銀行一直有雙人加鈔的規(guī)定，一個(gè)人保管鑰匙，一個(gè)人保管密碼。但這條規(guī)定執(zhí)行得并不好，就算排班排了兩人，也常出現(xiàn)一個(gè)人出去抽支煙，另一個(gè)人自己加鈔的情況。媒體曾經(jīng)報(bào)道有顧客在ATM機(jī)中取出過假鈔，就是加鈔過程中出了問題。

何搏飛和趙勇將這點(diǎn)作為了產(chǎn)品的突破口。經(jīng)過一段時(shí)間的研發(fā)，他們的安防監(jiān)控已經(jīng)能夠確保當(dāng)ATM機(jī)的加鈔蓋子被打開的時(shí)候，必須有兩個(gè)人在場(chǎng)。甚至當(dāng)一個(gè)人輸入密碼時(shí)，另一個(gè)人沒有轉(zhuǎn)過身，系統(tǒng)都能夠自動(dòng)報(bào)警。銀行長(zhǎng)久以來的難題被格靈深瞳解決了，它們開始接受格靈深瞳成為自己的安防合作伙伴。2013年12月，格靈深瞳進(jìn)入全國網(wǎng)點(diǎn)最多的銀行中國農(nóng)業(yè)銀行進(jìn)行無人監(jiān)控安防測(cè)試。2014年10月，格靈深瞳在國有四大銀行的三大銀行中進(jìn)行大規(guī)模推廣試點(diǎn)，測(cè)試地區(qū)包括北京、重慶等省市。

篇9

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng) 工業(yè)機(jī)器人 探究

中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）05-0000-00

計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)主要是為了工業(yè)機(jī)器人更好的工作而研發(fā)出來的，是一套裝有攝像機(jī)視場(chǎng)的自動(dòng)跟蹤與定位的計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)。近年來，機(jī)器人已經(jīng)廣泛使用于工業(yè)生產(chǎn)，但是多數(shù)機(jī)器人都是通過“示教-再現(xiàn)”的模式工作，在工業(yè)機(jī)器人工作是都是由操作員進(jìn)行操作示范再由機(jī)器人跟著示范進(jìn)行工作。由于機(jī)器人缺乏對(duì)外界事物的識(shí)別能力，工作中經(jīng)常發(fā)生偏差或者位移等情況。由于工作環(huán)境的惡劣以及各種阻礙，為了提高工業(yè)機(jī)器人的工作效率、靈活性、適應(yīng)性等，讓機(jī)器人更好的識(shí)別外部環(huán)境并及時(shí)調(diào)整運(yùn)作方向，能更好的發(fā)揮其作用，在原有的機(jī)器人系統(tǒng)中添加了一套計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)視覺圖像裝置的信息，通過圖像使機(jī)器人進(jìn)行外部環(huán)境的識(shí)別處理，采用三維的重建，通過作業(yè)中利用三維圖像的信息進(jìn)行計(jì)算，采用Motocom32軟件和機(jī)器人控制柜通訊等設(shè)備，對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行控制，更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)空間特點(diǎn)的跟蹤與定位。

1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理

本文主要針對(duì)Motoman UP6工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的二次研究，在原有的工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)中，增加了一套計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)， 使工業(yè)機(jī)器人更好的識(shí)別外界環(huán)境的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)主要包括：Panasonic CCD攝像機(jī)、Motoman UP6工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)、工控機(jī)、OK C-50圖像采集卡等外部設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人的整個(gè)系統(tǒng)由原有系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)組成，在原有的系統(tǒng)中包含了YASNAC-XRC- UP6機(jī)器人控制柜、Motoman UP6工業(yè)機(jī)器人本體、示教編程器、Motocom32系統(tǒng)以及相關(guān)的外部設(shè)備等[1]。計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的設(shè)備主要有Panasonic CCTV攝像機(jī)、AVENIR TV鏡頭、OK系列C-50圖像采集卡、工控機(jī)、AVENIR TV鏡頭、Panasonic CCD攝像機(jī)、OK系列C-50圖像采集卡形成的視頻采集系統(tǒng)主要是捕獲物體的圖像，該功能主要是分三個(gè)層次進(jìn)行圖像處理、計(jì)算、變換以及通信等功能來實(shí)施工控機(jī)。利用遠(yuǎn)程控制來對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行Motocom32系統(tǒng)進(jìn)行通信。

2計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的構(gòu)建

2.1硬件的組成

CCD攝像頭：選用的CCD攝像機(jī)采用PAP-VIVC810AOZ型彩色攝像頭，如圖1。攝像機(jī)的像素為P：500（H）x582（V），N：510（H）x 492（V），攝像機(jī)的分辨率為420。攝像機(jī)的成像器使用1/33"CCD，信噪>48 dB，同時(shí)攝像機(jī)具有自動(dòng)背景光補(bǔ)償、自動(dòng)增益控制等功能。

圖像采集卡：圖像采集卡主要采用CCD攝像頭配套的MV-200工業(yè)圖像處理。如圖2所示。MV-200圖像采集卡的分辨率、圖像清晰度具有較高的穩(wěn)定性，其真彩色實(shí)施工業(yè)圖像采集卡，該圖像采集卡的硬件構(gòu)造、地層函數(shù)都具有穩(wěn)定性，同時(shí)在惡例的環(huán)境中都可以穩(wěn)定運(yùn)行[2]。圖像采集卡的圖像采集效果非常好，畫面效果非常流暢。

MV-200圖像采集卡性能特點(diǎn)：其分辨率為768 x 576，具有獨(dú)特的視頻過濾技術(shù)，使圖像質(zhì)量的采集、顯示更加清晰流暢。主要支持的系統(tǒng)為Win98 /2K/XP，主要用于人工智能、事物識(shí)別、監(jiān)控等多種領(lǐng)域。

工控機(jī)：工控機(jī)以奔4系列為主。

2.2軟件組成

圖像匹配軟件。

圖像處理與獲取軟件。

定標(biāo)和定位算法軟件，功能分布如圖3所示。

3視覺系統(tǒng)的原理及流程圖

工業(yè)機(jī)器人的主要系統(tǒng)包括是由工業(yè)機(jī)器人本體、相關(guān)的外部設(shè)備、控制器（供電系統(tǒng)、執(zhí)行器等）計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)主要由三部分組成：圖像處理和獲取、圖像匹配、攝像機(jī)的定位等組成。通過借助OpenCV的視覺庫進(jìn)行VC++.NET實(shí)行，流程如下圖表4所示。

在本視覺系統(tǒng)運(yùn)行中，需要對(duì)攝像機(jī)實(shí)行定標(biāo)，建立實(shí)際空間點(diǎn)和攝像機(jī)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。在定標(biāo)的過程中，就需要標(biāo)記基準(zhǔn)點(diǎn)，使攝像機(jī)在采集圖像時(shí)可以準(zhǔn)確的把這些基準(zhǔn)點(diǎn)投放到攝像機(jī)的坐標(biāo)上[3]。同時(shí)在采集卡的圖像中，對(duì)圖像進(jìn)行處理并計(jì)算出該基準(zhǔn)點(diǎn)圖像的坐標(biāo)，通過定標(biāo)計(jì)算法，從而得出攝像機(jī)的參數(shù)。

在機(jī)器人系統(tǒng)中的反饋，計(jì)算機(jī)通過C語言的調(diào)節(jié)圖像采集卡進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接來控制函數(shù)[4]。同時(shí)，對(duì)攝像機(jī)中的數(shù)據(jù)、視頻信號(hào)進(jìn)行采集，構(gòu)成數(shù)字化的圖像資料，采用BMP格式存儲(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算機(jī)上顯示活動(dòng)視頻，然后系統(tǒng)對(duì)獲取的圖像進(jìn)行分析處理，以及對(duì)噪聲的去除、圖像的平滑等進(jìn)行處理，利用二值化處理對(duì)那些灰度閥值的圖像進(jìn)行處理，同時(shí)檢測(cè)計(jì)算機(jī)獲取圖像的特征量并計(jì)算[5]。在完成圖像的處理后，就需要確立圖像的匹配特征，對(duì)圖像進(jìn)行匹配[6]。如果兩個(gè)圖像不重疊，就需要建立3D數(shù)據(jù)庫進(jìn)行模型重新選擇，再把模型進(jìn)行計(jì)算、投影計(jì)算、坐標(biāo)更換等指令，直到找到與圖像相匹配的數(shù)據(jù)模型，才能真正得到真實(shí)有效的圖像。重疊時(shí)，要獲得有效的圖像，以工業(yè)機(jī)器人識(shí)別物體為目的，才能建立機(jī)器人系統(tǒng)之間的通信。同時(shí)，通過三維圖像重建，進(jìn)行機(jī)器人空間定位[7]。如下圖表5所示。

4結(jié)語

綜上所述，計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)主要是為了工業(yè)機(jī)器人更好的工作而研發(fā)出來的，是一套裝有攝像機(jī)視場(chǎng)的自動(dòng)跟蹤與定位的計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)。通過3D數(shù)據(jù)模型指定目標(biāo)，機(jī)器人系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)視覺圖像的采集裝置來識(shí)別外界環(huán)境的數(shù)據(jù)，經(jīng)過圖像的姿態(tài)預(yù)算、影像的投影計(jì)算產(chǎn)生圖像，通過圖片的合成比較，以此來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在工作中對(duì)物體的識(shí)別。利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行有效的控制，在工業(yè)機(jī)器人工作中對(duì)事物目標(biāo)的搬運(yùn)、跟蹤、夾持等指令。計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)具備清晰的視覺功能，有利于提高工業(yè)機(jī)器人的靈活性以及適應(yīng)性。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)視覺；智能交通；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP277

近些年來，隨著我國人民生活水平提高，使私家車輛的數(shù)目急劇增長(zhǎng)，并且車輛的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出市政建設(shè)的力度。這樣的事實(shí)導(dǎo)致城市交通擁堵、違規(guī)通車、車禍增加，所以迫切的要求加快市政建設(shè)，實(shí)施高效率的交通監(jiān)控措施，基于計(jì)算機(jī)視覺的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)也由此得到了相應(yīng)的廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。那么，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)究竟應(yīng)該如何設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)呢？

1 計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)即利用各種圖像攝錄設(shè)備將通過對(duì)視覺目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤、測(cè)量并將由此獲取的視覺信息傳輸至計(jì)算機(jī)并進(jìn)而利用圖像技術(shù)進(jìn)行視覺信息處理以達(dá)到進(jìn)一步進(jìn)行智能化處理的視覺處理技術(shù)。

1.2 智能交通系統(tǒng)（ITS）

智能交通系統(tǒng)（ITS）是指通過現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等有效綜合手段在一定范圍內(nèi)建立的全方位發(fā)揮作用的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。作為交通運(yùn)輸管理體系的一場(chǎng)新的革命，近年來，由此技術(shù)進(jìn)一步開發(fā)形成的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在各個(gè)道路的關(guān)鍵路口、路段和其他交通繁忙地域普遍建立，為交通運(yùn)輸管理提供了自動(dòng)化、智能化的信息收集和處理等多方面的服務(wù)。但是，隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展和人流、車流量的猛增，更加智能化的交通管理系統(tǒng)的開發(fā)和利用顯然也成為了當(dāng)務(wù)之急。

2 計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)的建立

正是基于新的發(fā)展需要，我們有必要把計(jì)算機(jī)視覺和智能交通監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步結(jié)合起來，首先通過計(jì)算機(jī)視覺分別對(duì)各個(gè)道路的關(guān)鍵路口、路段和其他交通繁忙地域等相應(yīng)位置實(shí)時(shí)進(jìn)行交通信息采集，然后，通過信息傳輸系統(tǒng)、或者進(jìn)行處理后存入服務(wù)器并將處理過的實(shí)時(shí)交通信息及時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控指揮系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于各個(gè)道路的關(guān)鍵路口、路段和其他交通繁忙地域的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。由此，顯然就需要設(shè)計(jì)以下各個(gè)子系統(tǒng)并共同構(gòu)建為一個(gè)完整的體系。

計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)

實(shí)時(shí)交通信息收集系統(tǒng)

監(jiān)控指揮系統(tǒng)

高質(zhì)量信息存儲(chǔ)傳輸系統(tǒng)

圖1 計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)工作程序示意圖

3 智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的第一步是通過實(shí)時(shí)交通信息收集系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行交通信息采集，即通過對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體的分割，在圖像找出有意義的部分，抽出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的特征，進(jìn)而通過連續(xù)畫面間的變化判斷目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀況。在這一系統(tǒng)運(yùn)行中，首先可以“攝像頭讀入”的初始視頻，使用相應(yīng)的算法提取“背景”，然后通過原圖與背景運(yùn)算形成相應(yīng)的“前景”，由此即可進(jìn)一步通過矩形框的使用來達(dá)到“運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)”與信息采錄的目的。

圖2 視覺監(jiān)控系統(tǒng)原理圖

3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的檢測(cè)主要有光流法以及差分法兩種方法，由于光流法比較復(fù)雜和耗時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)很難實(shí)現(xiàn)，因而，現(xiàn)有實(shí)時(shí)交通信息收集系統(tǒng)一般通過差分法的應(yīng)用來進(jìn)行開發(fā)和實(shí)現(xiàn)。

3.1.1 幀間差分法

幀間差分法對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行分割處理過程中使用較多也最為簡(jiǎn)單實(shí)用的一種方法，其基本原理就是通過在連續(xù)的圖像序列中兩個(gè)或三個(gè)相鄰幀間采用基于像素的幀間差分并且閾值化來提取圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，進(jìn)而通過逐象素比較獲取前后兩幀圖像之間的差別來判斷運(yùn)動(dòng)物體的移動(dòng)狀況。在實(shí)際操作中，一般可以假設(shè)用于獲取序列圖像的視頻設(shè)備為靜止物體，設(shè)視頻中連續(xù)兩幀的圖像為It（x，y）和It+1（x，y），然后通過對(duì)連續(xù)兩幀的圖像相應(yīng)的像素進(jìn)行比較，利用Dt（x，y）=It+1 （x，y）-It（x，y）這一方程求出相應(yīng)的閾值來檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)物體的移動(dòng)狀況：

Mt（x，y）=

當(dāng)然，必須注意的是，由于幀間差分法所得到的差分圖像在現(xiàn)實(shí)中并非由理想封閉的輪廓區(qū)域組成的，因而，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的輪廓自然也就往往是局部的、不連續(xù)的，且其誤差往往隨著運(yùn)動(dòng)物體速度的增大而增大，因而，這一方法并不適于對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的有效檢測(cè)。

3.1.2 背景差分法

與幀間差分法不同，背景差分法則是利用當(dāng)前圖像與背景圖像的差分來檢測(cè)物體運(yùn)動(dòng)狀況一種方法。其基本原理是在可控制環(huán)境下，通過對(duì)于運(yùn)動(dòng)背景的固定假設(shè)，設(shè)待檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的圖像為I（x，y），背景圖像為B（x，y），通過輸入圖像與背景模型進(jìn)行比較，利用D（x，y）=I（x，y）-B（x，y）這一方程求得到圖像中的各像素的變化信息，進(jìn)而檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的移動(dòng)狀況：

Mt（x，y）=

當(dāng)然，在實(shí)際運(yùn)用中，背景差分法的關(guān)鍵，是要建立一個(gè)背景模型，并更新模型。

3.2 程序功能的實(shí)現(xiàn)

本程序功能實(shí)現(xiàn)所主要使用的是OpenCV函數(shù)。OpenCV能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的操作，包括分配、釋放、復(fù)制、設(shè)置和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，以及對(duì)攝像頭的定標(biāo)、對(duì)運(yùn)動(dòng)的分析等。在函數(shù)實(shí)現(xiàn)上，用到了Cv圖像處理的連接部件函數(shù)，運(yùn)動(dòng)分析與對(duì)象跟蹤中的背景統(tǒng)計(jì)量的累積相關(guān)函數(shù)等相關(guān)的函數(shù)。本系統(tǒng)就是運(yùn)用圖3介紹使用到的函數(shù)名及其功能和使用格式等來實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻流的運(yùn)動(dòng)車輛的輪廓檢測(cè)的。

圖3 尋找輪廓程序主要算法流程

實(shí)驗(yàn)證明，本系統(tǒng)能夠較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻流的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的輪廓檢測(cè)和對(duì)象跟蹤，并能實(shí)時(shí)更新背景，車輛跟蹤正確率在95%以上，雖然存在著輪廓檢測(cè)正確率稍差的缺點(diǎn)，但其主要原因是由于攝像頭所處的角度和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)靠近程度的影響，從根本上并不影響對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)際檢測(cè)。

4 結(jié)束語

加快城鎮(zhèn)化進(jìn)程是我國發(fā)展的大趨勢(shì)，在這一趨勢(shì)下，城市病的治理當(dāng)然可以離不開現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)。但是，必須注意的是，無論多么先進(jìn)的管理系統(tǒng)，最終都只有通過人的行為才能夠發(fā)揮有效的作用，在這個(gè)意義上，設(shè)計(jì)與使用先進(jìn)的交通監(jiān)控系統(tǒng)固然是解決交通問題的技術(shù)條件，但是，交通問題的解決，最終還必須依賴于人的素質(zhì)的全面提高。

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