随着计算机技术的发展，机器视觉在工农业生产和国防等领域已得到成功的应用，利用机器视觉进行检测更是其典型应用。根据运行环境的不同，机器视觉系统可分为PC-BASED系统和PLC-BASED系统。由于这两种系统成本都相对较高、软硬件系统相对复杂、体积相对较大，因此，在应用中受到一定的限制。嵌入式系统是当前发展迅速的热门技术，具有体积小、价格低、开发环境简单、运用灵活、现场运行可靠等优点。因此，将机器视觉技术建立在嵌入式系统平台上不仅是机器视觉的发展趋势，同时也实现了两者的优势互补。 在现代工程领域，常常需要检测各种振动。相对传统方法而言，视觉测振技术具有明显优点。本文主要研究了在ARM平台上利用机器视觉技术进行振动检测的相关技术及方法。 根据嵌入式机器视觉系统的特点，本文分析了摄像系统标定的方法，建立空间物体的实际位置与图像上点的对应关系，并改进数据处理的方法，提高标定的精度。分析了目前常用的图像处理方法，根据系统平台实际工作能力，设计了有针对性的处理算法，提高图像处理的效率；为了方便对被测对象的识别和跟踪，采用基于颜色阈值的分割技术，从而有效地降低了对系统测量环境、光照条件等的要求，提高了系统的适应性。 本文以二维振动物体为被测对象，利用机器视觉技术，对低频小振幅的二维振动进行了检测，并对振动信号进行分析。实验证明利用视觉技术检测振动的可行性和可靠性。
上传时间： 2013-04-24
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摘要：主要是研究机器人视觉中的LED光源控制器，即基于单片机的恒流源控制器。该恒流源以AT89S51为控制核心，采用了集成运放负反馈型的场效应管恒流源的基本结构。它的整体设计思路是运用负反馈原理，使整个闭环反馈系统处于动态的平衡中，从而达到稳定输出电流的目的。出于对LED背光源和场效应管的保护，系统中添加了短路保护和过流保护电路。系统采用了12位的A／D 芯片MAX197和l2位的D／A 芯片MAX532，以完成单片机对输出电流的实时检测和实时控制。人机接口采用LED数码管显示器、独立键盘、外接串口，控制界面直观、简洁，具有良好的人机交互性能。
上传时间： 2013-11-21
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基于FPGA的机器人视觉系统模块的设计 关键字： 机器人 视觉系统 集成电路 FPGA 一、概述 视觉技术是近几十年来发展的一门新兴技术。机器视觉可以代替人类的视觉从事检验、目标跟踪、机器人导向等方面的工作，特别是在那些需要重复、迅速的从图象中获取精确信息的场合。尽管在目前硬件和软件技术条件下，机器视觉功能还处于初级水平，但其潜在的应用价值引起了世界各国的高度重视，发达国家如美国、日本、德国、法国等都投入了大量的人力物力进行研究，近年来已经在机器视觉的某些方面获得了突破性的进展，机器视觉在车辆安全技术、自动化技术等应用中也越来越显示出其重要价值。本文根据最新的CMOS图像采集芯片设计了一种通用的视觉系统模块，经过编制不同的图像处理、模式识别算法程序本模块可以应用到足球机器人，无人车辆等各种场合。
标签： FPGA的机器人视觉系统
上传时间： 2015-04-25
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人口老龄化是世界各国正在面对的一个普遍问题。随着我国老龄化程度的持续加剧，对于老年人群体的医疗资源投入会不断提高。而与此同时，跌倒已经成为老年人日常生活中最为常见的危险行为活动。所以，跌倒检测系统的研究和应用对降低老年人受到的身心伤害和医疗成本具有显著的意义。目前解决老年人跌倒检测的方案仍存在许多不足。其中，基于计算机视觉的跌倒检测技术在无干扰的场景下检测较为有效，但其易受环境变化（如背景光线影响、人遮挡问题等）影响。此外，基于可穿戴计算的跌倒检测技术受限于算法稳定性和识别准确率，系统的灵敏度和特异性难以同时得到保证。针对上述问题本文提出一种融合计算机视觉和可穿戴计算数据的跌倒检测新的方法。首先，设计并开发了集成三轴加速度计、三轴陀螺仪和蓝牙的活动感知模块，实现实时采集、传输人体活动数据：其次，使用深度学习算法从摄像头采集的图像数据提取人体姿态特征数据：最后，对采集的人体活动数据和姿态数据进行规范化和时序化处理，设计了两个深度学习网络分别对数据进行特征提取，并将两特征进行特征层数据融合，在此基础上构建神经网络对融合数据进行活动本文搭建了实验平台并进行了算法测试，其中，本文跌倒检测算法针对离线测试数据的准确率为992%，平均敏感度为995%、平均特异性为99.8%：针对在线数据系统测试准确率为98.9%、平均敏感度为99.2%、平均特异性为99.5%实验结果证明了利用计算机视觉和可穿戴计算数据融合的跌倒检测具有较高的准确率和鲁棒性。
上传时间： 2022-03-14
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边缘（edge）是指图像局部强度变化最显著的部分.边缘主要存在于目标与目标、目标与背景、区域与区域（包括不同色彩）之间，是图像分割、纹理特征和形状特征等图像分析的重要基础.图像分析和理解的第一步常常是边缘检测（edge detection）.由于边缘检测十分重要，因此成为机器视觉研究领域最活跃的课题之一.本章主要讨论边缘检测和定位的基本概念，并使用几种常用的边缘检测器来说明边缘检测的基本问题图像中的边缘通常与图像强度或图像强度的一阶导数的不连续性有关.图像强度的不连续可分为：（）阶跃不连续，即图像强度在不连续处的两边的像素灰度值有着显著的差异（2）线条不连续，即图像强度突然从一个值变化到另一个值，保持一个较小的行程后又返回到原来的值.在实际中，阶跃和线条边缘图像是很少见的，由于大多数传感元件具有低频特性，使得阶跃边缘变成斜坡型边缘，线条边缘变成屋顶形边缘，其中的强度变化不是瞬间的，而是跨越一定的距离，这些边缘如图6.1所示对一个边缘来说，有可能同时具有阶跃和线条边缘特性.例如在一个表面上，由一个平面变化到法线方向不同的另一个平面就会产生阶跃边缘：如果这一表面具有镜面反射特性且两平面形成的棱角比较圆滑，则当棱角圆滑表面的法线经过镜面反射角时，由于镜面反射分量，在棱角圆滑表面上会产生明亮光条，这样的边缘看起来象在阶跃边缘上叠加了一个线条边缘.由于边缘可能与场景中物体的重要特征对应，所以它是很重要的图像特征。比如，个物体的轮廓通常产生阶跃边缘，因为物体的图像强度不同于背景的图像强度在讨论边缘算子之前，首先给出一些术语的定义：边缘点：图像中具有坐标[门且处在强度显著变化的位置上的点边缘段：对应于边缘点坐标[，门及其方位，边缘的方位可能是梯度角边缘检测器：从图像中抽取边缘（边缘点和边缘段）集合的算法
上传时间： 2022-04-22
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能够支持运动目标检测和跟踪的图像处理系统目前非常少见。这种系统一方面需要能够灵活转动的摄像器件，另一方面需要高速度的图像实时处理。此外，运动目标检测和跟踪算法一般都非常复杂，需要连续几帧甚至十几帧的图像，而且多为彩色的高分辩率图像。这就更需要图像处理系统功能强大，具有实时采集与处理能力。本文采用CCD摄像头采集图像数据，利用ADV7181B对图像数据解码处理，FPGA对采集来的数据信息进行预处理，储存和传输数据时采用双RAM的乒乓机构，实现数据的实时高速传输，在DSP中对数据进行最终处理，处理的结果上传到ARM中，ARM把运动规划等程序下载到第二块FPGA中来实现电机的精确控制。系统中着重介绍了图像处理要用到的各个功能模块和各模块间的连接接口，由于嵌入式系统必然涉及到高速电路板的设计，加之图像采集过程对信号的高要求，所以采用Cadence这款在高速电路板设计仿真中的独特优势的设计软件，来完成PCB板的设计，搭建好硬件平台，为以后的运动图像分析算法验证，芯片架构设计打好基础。在设计高速电路板的过程中涉及到了很多信号完整性和电源完整性的问题。最终积累了一定的嵌入式系统硬件设计的经验。
上传时间： 2022-06-22
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智能车辆作为智能交通系统的关键技术之-，是许多高新技术综合集成的载体。本书以车辆自动导航为核心，共分8章，第1~3章的内容为智能车辆概论、智能交通系统总论、智能车辆的研究现状，系统地阐述了智能交通系统中智能车辆的基本方法、理论和技术；第4~6章的内容为智能车辆的图像处理算法、实时图像处理的硬件支持体系及相关的车辆综合电子控制技术，重点介绍了基于机器视觉的车辆白动导航技术，即支持实时图像处理的图像检查与分析的并行处理器体系结构，同时进行了图像检查与分析的并行处理器和多媒体增强指令集或矩阵增强指令集技术之间的对比，建立了图像检查与分析的并行处理器核心平台，进而在此平台上构建了对车道、车辆、障碍物的检测算法体系结构，通过车辆电子控制，实现了基于视觉的车辆自主安全驾驶；第7、8章介绍了智能车辆的构造和设计，进行了智能车辆性能的实地测试与行驶安全性分析。本书适合于交通运输工程、车辆工程、信息工程等学科研究人员、工程师、教师阅读；也可以作为该领域及相关领域的高年级本科生、研究生、博士生的教学参考书。
上传时间： 2022-06-23
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本文针对我国当今大型仓库、大型粮库的监测与控制现状，进行研究开发，采用较为实用和先进的单片微型机控制系统，运用温度传感器和湿度传感器对温度、湿度的敏感性设计了一种基于多级通讯总线的粮库温、湿度自动监测系统，主要包括通讯控制总站以及下位机的设计。操作人员可以通过向通讯控制总站发送命令，提取下位机温、湿度数据，下位机实现温、湿度检测；同时可以查看历史检测数据，进行粮情分析和粮库管理等一系列操作。 温湿度的测量和控制系统通常被认为是一项较为简单的控制技术，但是由于湿敏元件的稳定性差，寿命短等问题，实际应用系统中能正常运行的不多，除非建立有严格的管理制度，而且管理人员的综合素质要达到一定的要求。所以，本文重点分析了湿敏传感测量的机制，选型和技术措施。在研究了多种湿度传感器性能的基础上选用了合适的湿度传感器，这是本设计的一个重点。本设计还有一个重点，用CPLD设计了一个模拟开关和显示部分。 本设计研制的上位机采用PC机，通过RS-232接口与转换器相连，转换器通过RS-485总线连接下位机，实现监控室与现场的数据通信。每台下位机位于各粮仓内，需要监测256路的温、湿度信号，为了能实现共256路温湿度的数据采集工作，本设计中用CPLD设计了一个模拟开关，每次只采集一路数据送入到单片机中去；另外，本设计的显示部分也独特的选用了CPLD来实现。正常情况下上位机每4小时向下位机发布一次检测信号(同时在任何时刻也可监控某个粮仓的温湿度情况)，下位机利用PICl6F877单片机来实现粮仓中128路温度和128路湿度的测控。 该粮仓温、湿度测控系统实用性强，成本低，数据传输效率高，可靠性好。它不仪可以应用于粮库的监控管理，而且也可推广到其他监控领域，因此具有广泛的应用前景。
上传时间： 2013-05-23
上传用户：liuwei6419
近年来，随着工农业的迅速发展，世界能源消耗速度急剧增加。因此，新能源和节能技术的开发已经成为世界各国科技工作者的当务之急。而机车制动能量回收系统是目前国内外节能技术方面研究的热点之一。 超级电容作为一种新型电荷储能元件，具有大容量、大电流快速充放电、寿命长和无污染等特性。这些独特的优点使其在储能和能量回收方面有着广阔的应用前景。但是由于超级电容单体电压的差异，如不对其进行实时检测，在使用过程中将对整个组件的性能造成极大的影响。另外对超级电容内部特性的不了解也会对其使用造成障碍。 对超级电容电压检测方案的研究和对超级电容时域模型的研究，将为超级电容的电压均衡方案和超级电容的电参数分析提供支持，从而为整个能量回收系统的控制策略提供理论依据。因此以上两方面的研究将是整篇论文的核心内容。 本文采用模块化的设计理念，提出了一种兼顾均压的新型电压检测方案。在软件设计方面，对电压检测系统的软件架构进行分析，利用LabVIEW和ZLGCAN驱动函数包设计了友好的上位机软件监控界面。本文利用误差理论相关知识，对超级电容电压检测电路的误差精度进行了详细分析。 本文对两种超级电容时域模型进行建模和参数推导，并通过试验验证了所建模型的正确性。
上传时间： 2013-05-16
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近年来，图像处理与识别技术得到了迅速的发展。人们已经充分认识到图像处理和识别技术是认识世界、改造世界的重要手段。目前，图像识别技术已应用到很多领域，渗入到各行各业，在医学、公安、交通、工业等领域具有广阔的应用前景。 这篇论文介绍了一种基于DSP＋FPGA构架的实时图像识别系统。DSP作为图像识别模块的核心，负责图像识别算法的实现；FPGA作为图像采集模块的核心，负责图像的采集，并且完成预处理工作。图像识别算法的运算量大，并且控制复杂，对系统的性能要求很高。DSP的特殊结构和优良性能很好地满足了系统的需要，而FPGA的高速性和灵活性也保证了系统实时性，并且简化了外围电路，减少了系统设计难度。 系统使用模板匹配和神经网络算法对数字0～9进行识别。模板匹配一般适用于识别规范化的数字、字符等小型字符集（特别是同一字体的字符集）。由于结构比较简单，系统处理能力强，模板匹配的识别速度快并且识别率高，取得很好的效果。神经网络所具有的分布式存储、高容错性、自组织和自学习功能，使其对图像识别问题显示出极大的优越性。 研究表明，在DSP+FPGA的构架上实现的图像识别系统，具有结构灵活、通用性强的特点，适用于模块化设计，有利于提高算法的效率。系统可以充分发挥和结合DSP和FPGA的优势，准确快速地实现图像识别。通过软、硬件的灵活组合，系统可以实现图像处理大部分的相关功能，使之能够运用到工业视觉检测、汽车牌照识别等系统中。
上传时间： 2013-06-18
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