小車尋物識別定位系統(tǒng)
案例簡介
隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,嵌入式圖像處理技術(shù)的應(yīng)用越來越多地走進(jìn)人們的生活,由于Linux與ARM處理器環(huán)境具有對各種設(shè)備的廣泛支持性,因此,能方便地應(yīng)用于智能識別、PDA、掌上電腦、WAP手機(jī)、車載盒以及工業(yè)控制等智能信息產(chǎn)品中。與PC相比,嵌入式設(shè)備、IA設(shè)備以及信息家電的市場容量要高得多,而Linux嵌入式系統(tǒng)的強(qiáng)大生命力和利用價值,使越來越多的機(jī)器人、智能設(shè)備企業(yè)和高校表現(xiàn)出對其應(yīng)用的熱情。圖像采集及無線通信技術(shù)是兩大相當(dāng)關(guān)鍵的應(yīng)用門類,在各種場合的應(yīng)用都相當(dāng)廣泛,因此,我們通過開發(fā)小車尋物識別定位系統(tǒng)滿足運(yùn)動小車對物體識別、定位,實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)運(yùn)動控制系統(tǒng)路徑規(guī)劃、定位、任務(wù)控制等功能,系統(tǒng)采用基于ARM contex核心板的openMV 視覺平臺,L298N作為電機(jī)驅(qū)動,用攝像頭實(shí)現(xiàn)圖像采集,通過RS-232接口與小車控制器實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸。
嵌入式視覺定位模塊
核心特點(diǎn)
1. 系統(tǒng)采用基于ARM處理器的OpenMV硬件平臺,OpenMV平臺攝像頭是一款小巧、低功耗、低成本的電路板,通過硬件平臺配合獨(dú)立自主開發(fā)機(jī)器視覺算法完成研究應(yīng)用
2. 通過高級語言Python的高級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方便在機(jī)器視覺算法中處理復(fù)雜的輸出。通過通訊及GPIO功能實(shí)現(xiàn)外部終端觸發(fā)拍攝及執(zhí)行算法
3. 與小車主控制采用一個異步串口總線 (TX/RX)實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸
4. 相機(jī)鏡頭采用無畸變廣角鏡頭,確保在1200mm,范圍識別對象畸變率降低。同時設(shè)計軟件算法來矯正2.8mm焦距的鏡頭進(jìn)一步改善圖像質(zhì)量,提高識別準(zhǔn)確度
5. 圖像處理部分物體識別采用模板匹配及特征點(diǎn)檢查相結(jié)合的方法。在圖像算法剛開始運(yùn)行時,算法提取最開始的圖像作為目標(biāo)物體特征,在系統(tǒng)中kpts1保存目標(biāo)物體的特征。采用匹配目標(biāo)特征的多種比例大小和角度。同時在使用特征點(diǎn)檢測中增加了對曝光度、白平衡、自動增益值的調(diào)節(jié),人為地定義曝光值和白平衡值,相對來說會減弱光線的干擾,提高檢查識別物匹配的精準(zhǔn)度
6. 圖像定位部分距離測量采用超聲波與視覺識別共同完成,視覺控制器通過I2C接口控制超聲波傳感器周期采集距離信號,圖像算法結(jié)合匹配算法和距離,消除超聲干擾時測量不準(zhǔn)確的情況,提高了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性
系統(tǒng)優(yōu)勢
1. 硬件控制器采用OpenMV M7系列,具備高速,穩(wěn)定特性
2.采用OV7725感光元件在80FPS下可以處理640×480 8-bit 灰度圖圖像 ,高清晰度,抗外部光源干擾能力強(qiáng)。
3.采用KS109超聲距離傳感器實(shí)現(xiàn)約10°的極小波束角。
4.圖像處理部分物體識別采用模板匹配及特征點(diǎn)檢測相結(jié)合的方法。
5.支持LCD擴(kuò)展板顯示傳感器,支持圖像格式QQVGA2,具備在線查看OpenMV Cam的幀緩沖區(qū)圖像數(shù)據(jù),并將檢測結(jié)果動態(tài)顯示到LCD平面