基于PSO的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境視覺(jué)目標(biāo)檢測(cè)算法應(yīng)用研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)作為一種新的監(jiān)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，特別是對(duì)于高溫、粉塵、振動(dòng)、強(qiáng)電磁等復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)和定位問(wèn)題，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)提供了一種低成本和高性能兼顧的解決方案。
　　 由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，存在振動(dòng)、粉塵等干擾因素，且有些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法安裝固定的視覺(jué)系統(tǒng)照明光源，這些干擾因素會(huì)對(duì)CCD攝像機(jī)的成像質(zhì)量帶來(lái)不利影響。此外，工業(yè)生產(chǎn)控制對(duì)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性都有較高的要求，

2、因此復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)下快速、精確的視覺(jué)目標(biāo)檢測(cè)方法成為目前機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題之一。本文以鋼坯加熱爐內(nèi)鋼坯定位控制為研究背景，對(duì)復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法進(jìn)行了研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 Otsu方法是一種經(jīng)典的非參數(shù)、無(wú)監(jiān)督自適應(yīng)閾值選取方法，在灰度圖像分割上得到廣泛的應(yīng)用，針對(duì)Otus方法在多閾值圖像分割中閾值尋優(yōu)計(jì)算量大的問(wèn)題，提出了一種基于粒子群的Otsu多閾值混合優(yōu)化算法，圖像分割實(shí)驗(yàn)表明該混合優(yōu)

3、化方法可以減少Otsu方法在多閾值圖像分割中最優(yōu)閾值的尋優(yōu)時(shí)間。
　　 在分析標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于局部搜索算子的改進(jìn)粒子群算法，數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明局部搜索算子可以改善粒子群算法的性能。將改進(jìn)粒子群算法與FCM算法結(jié)合，提出了一種基于改進(jìn)粒子群算法的混合FCM優(yōu)化算法，圖像聚類(lèi)分割實(shí)驗(yàn)表明該混合優(yōu)化算法可以改善FCM圖像聚類(lèi)分割的效果。
　　 由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，視覺(jué)系統(tǒng)監(jiān)控場(chǎng)景的光線會(huì)受工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)

4、條件變化的影響，背景光線的變化會(huì)導(dǎo)致圖像背景區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)灰度值的變化，如果未能檢測(cè)出背景光線的變化，會(huì)造成視覺(jué)系統(tǒng)檢測(cè)到錯(cuò)誤的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息。為了實(shí)時(shí)檢測(cè)出背景光線的變化，提出了一種簡(jiǎn)便的光線檢測(cè)方法，通過(guò)比較圖像局部特征區(qū)域的灰度均值變化，檢測(cè)背景光線的變化情況。
　　 對(duì)有些復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在的無(wú)法安裝固定視覺(jué)系統(tǒng)光源，背景光線會(huì)隨工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件的變化而變化的問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了一種固定場(chǎng)景下的PSO多背景圖像建模方法，從背景圖

5、像序列中提取多個(gè)比較有代表性的背景圖像建立背景圖像模型，通過(guò)背景光線變化檢測(cè)方法和PSO背景圖像匹配算法，從多背景圖像中選取與當(dāng)前輸入圖像最相關(guān)的背景圖像作為當(dāng)前背景圖像。
　　 鋼坯加熱爐是軋鋼作業(yè)在軋制前重要的熱加工設(shè)備，鋼坯定位的精度對(duì)加熱爐的運(yùn)行至關(guān)重要。針對(duì)視覺(jué)鋼坯定位控制系統(tǒng)存在的鋼坯定位精度低、定位偏差波動(dòng)較大等問(wèn)題，將PSO多背景圖像檢測(cè)方法嵌入視覺(jué)鋼坯定位控制系統(tǒng)中，通過(guò)PSO多背景圖像檢測(cè)方法對(duì)加熱爐內(nèi)鋼坯運(yùn)