基于OpenCV的智能相機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐.pdf

1、隨著微電子與集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器視覺領(lǐng)域開始從結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、成本高的傳統(tǒng)分體式機(jī)器視覺系統(tǒng)逐漸向著集成度更高、可靠性更高、能耗更小、成本更低、應(yīng)用開發(fā)更便捷的智能相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)展。目前，智能相機(jī)的價(jià)格較為昂貴，依賴進(jìn)口。
　　本文提出了一種基于開源項(xiàng)目的低成本機(jī)器視覺智能相機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并且在實(shí)驗(yàn)室條件下設(shè)計(jì)并完成了智能相機(jī)的原型樣機(jī)。該智能相機(jī)基于嵌入式Linux開源操作系統(tǒng)和開源計(jì)算機(jī)視覺庫(kù)OPENCV(Ope

2、n Source Computer Vision Library)項(xiàng)目，硬件方面采用基于BCM2835CPU的樹莓派(Raspberry Pi)開源單板計(jì)算機(jī)。作者設(shè)計(jì)了智能相機(jī)的管理配置軟件，用戶可以在該配置軟件中按照被測(cè)目標(biāo)的圖像特點(diǎn)自主選擇并配置相關(guān)的圖像處理過程、IO輸入條件與輸出設(shè)置等，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)圖像的采集、處理、分析、統(tǒng)計(jì)及IO輸出。該配置軟件采用C++編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)，利用QT嵌入式圖形用戶界面開發(fā)包以及內(nèi)嵌移植后的開源OPEN

3、CV視覺庫(kù)進(jìn)行開發(fā)。
　　此外，在圖像處理算法方面，作者研究了智能相機(jī)在圖像處理時(shí)所涉及到的基礎(chǔ)圖像處理算法，包括圖像濾波、邊緣檢測(cè)、霍夫變換等，并在傳統(tǒng)Canny邊緣檢測(cè)算子基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的自適應(yīng)Canny算子。實(shí)驗(yàn)表明，相比傳統(tǒng)的Canny算子，本文改進(jìn)的Canny算子所檢測(cè)出的邊緣具有更好的連續(xù)性與單一邊緣響應(yīng)。尤其在噪聲環(huán)境中，其對(duì)于噪聲的抑制作用更好，具有更好的邊緣檢測(cè)效果。
　　最后，作者在實(shí)驗(yàn)室條件下，

4、以硬幣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)與舵機(jī)搖臂角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)智能相機(jī)管理配置軟件的功能與操作步驟進(jìn)行了說明。在硬幣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了硬幣的計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)并返回硬幣的圓心坐標(biāo)，同時(shí)能夠較為準(zhǔn)確地測(cè)量硬幣的半徑，其平均誤差在0.1mm至0.2mm之間。在舵機(jī)搖臂角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)舵機(jī)搖臂的角度測(cè)量，測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.27度。實(shí)驗(yàn)表明，該智能相機(jī)具有集成度高、功能靈活、低成本等優(yōu)點(diǎn)，且具有一定的測(cè)量精度，同時(shí)也驗(yàn)證了本文所提出的基于開源項(xiàng)目的低成本智能相機(jī)設(shè)