机器视觉技术及应用实例详解PDF电子书下载

第1章 机器视觉技术基础知识 1

1.1机器视觉技术的发展历史与展望 1

1.1.1 20世纪50年代以前的图像处理 1

1.1.2 20世纪60年代是数字图像处理的起点 2

1.1.3 20世纪70年代是数字图像处理的发展期 3

1.1.4 20世纪80.90年代是图像处理技术的普及和高度发展期 4

1.1.5 21世纪是机器视觉技术大展宏图的世纪 5

1.2机器视觉技术的应用领域 6

1.3机器视觉的构成 7

1.3.1硬件构成 7

1.3.2软件构成 8

1.4数字图像基础 9

1.4.1像素数与像素级 9

1.4.2彩色图像与灰度图像 9

1.4.3图像文件格式与视频文件格式 10

第2章 水稻种子精选 13

2.1研究意义、目标与技术要点 13

2.2相关基础知识 14

2.2.1摄像机与光源 14

2.2.2二值化处理 14

2.2.3膨胀与腐蚀处理 17

2.2.4参数测量 18

2.2.5数据库 19

2.3系统方案与硬件构成 20

2.3.1系统方案 20

2.3.2硬件设备、材料及样机 20

2.4图像采集与工位标定 22

2.5种子提取及几何参数的测量 22

2.6种子所处工位的判断 23

2.7种子特征信息数据库的建立 23

2.8种子精选 23

2.8.1种子类型的判断 24

2.8.2检测种子的几何参数是否合格 24

2.8.3发霉种子的判断 24

2.8.4破损种子的判断 25

2.9精选结果分析 26

2.10总结 27

第3章 排种器试验台排种参数检测 29

3.1研究意义、目标与技术要点 29

3.2系统硬件构成 30

3.2.1机械结构及图像采集装置 30

3.2.2图像采集系统 31

3.3图像标定 31

3.4图像采集与拼接 32

3.5籽粒的二值化提取 32

3.6籽粒计数 33

3.7种子分布区间检测 33

3.7.1纵向分布检测 33

3.7.2横向分布检测 34

3.8条播参数计算 35

3.9穴播与精播参数计算 35

第4章 棉花种子高速图像精选 37

4.1研究意义、目标与技术要点 37

4.2图像处理基础知识 38

4.2.1彩色处理 38

4.2.2微分处理 40

4.3系统方案及构成 43

4.4图像采集及工位设定 44

4.5种子提取与判断 45

4.6红种子判断 46

4.7破损棉种判定 46

4.8总结 48

第5章 玉米粒在穗计数 50

5.1研究意义、目标与技术要点 50

5.2设备及软件环境 50

5.3粒数测量 51

5.3.1确定玉米穗区域 51

5.3.2提取玉米穗行 52

5.3.3测量穗行粒数 55

5.3.4穗行的连续提取 55

5.3.5穗行提取结束的判断及整穗粒数统计 57

5.3.6籽粒测量结果分析 58

第6章 插秧机器人视觉系统 61

6.1研究意义、目标与技术要点 61

6.2图像处理基础知识 62

6.2.1传统哈夫变换的直线检测 62

6.2.2过已知点哈夫变换的直线检测 63

6.3水田图像采集 65

6.4目标苗列线检测 66

6.4.1水田苗的提取 66

6.4.2目标苗列确定 70

6.4.3目标苗列线检测 71

6.5目标田埂线检测 72

6.5.1目标田埂的二值化处理 73

6.5.2水泥目标田埂线检测 73

6.5.3土质目标田埂线检测 75

6.6田端田埂线检测 76

6.6.1阴影线检测 76

6.6.2田埂线检测 79

6.7侧面田埂线检测 81

6.8系统整合与试验 83

6.8.1苗列端点的检测 84

6.8.2目标田埂检测的优化 84

6.8.3处理窗口的设定 84

6.8.4试验验证 84

第7章 水田管理机器人导航路线检测 85

7.1研究意义、目标与技术要点 85

7.2研究图像采集 86

7.3目标苗列间定位 86

7.4水平扫描线上方向候补点检测 87

7.5田端检测 87

7.5.1计算亮度线剖面 87

7.5.2通过亮度-直线轮廓线判断稻田末端 88

7.6已知点的确定及方向线检测 89

7.7目标线检测结果与分析 89

7.7.1目标空间位置检测 89

7.7.2方向候补点检测 91

7.7.3田端检测 92

7.7.4已知点及方向线检测 92

第8章 水田微型除草机器人导航路线检测 94

8.1研究意义、目标与技术要点 94

8.2研究图像采集 95

8.2.1试验设备 95

8.2.2图像采集 95

8.3检测算法 96

8.3.1目标图像的确定 96

8.3.2方向线的检测 98

8.4检测结果与分析 100

8.4.1目标图像的确定 100

8.4.2方向线的检测 102

8.5结论 105

第9章 旱田作业机器人导航路线检测 106

9.1研究意义、目标与技术要点 106

9.2图像平滑基础知识 107

9.2.1移动平均 107

9.2.2中值滤波 107

9.2.3小波变换 109

9.3小麦播种行走路线检测 111

9.3.1试验设备 111

9.3.2目标直线检测 112

9.3.3田端检测 117

9.3.4试验验证 118

9.4其他农田作业的导航线及田端检测 118

9.5麦田多列目标线图像检测 120

9.5.1试验设备及图像采集 121

9.5.2麦苗的强调和提取 121

9.5.3目标点的确定 123

9.5.4已知点的确定 125

9.5.5多列目标中心线的检测 126

9.5.6适应性分析 126

第10章 车牌及号码检测 128

10.1研究意义、目标与技术要点 128

10.2几何变换基础知识 128

10.2.1放大缩小 129

10.2.2平移 130

10.2.3旋转 130

10.2.4仿射变换 131

10.2.5透视变换 132

10.2.6齐次坐标表示 132

10.3车牌定位 133

10.3.1边缘提取 133

10.3.2二值化及去噪处理 134

10.3.3车牌粗定位 135

10.3.4车牌精确定位 135

10.3.5车牌倾斜校正 136

10.4字符分割 137

10.4.1字符垂直倾斜校正 137

10.4.2车牌间隔符的去除 137

10.4.3车牌中数字“1”的判定 138

10.5字符识别 138

10.6车牌及号码识别系统介绍 139

10.6.1出入口车牌照识别系统 139

10.6.2氧气瓶号码识别系统 140

第11章 小麦病害图像检测 142

11.1研究意义、目标与技术要点 142

11.2图像纹理分析基础知识 143

11.2.1灰度直方图纹理特征 143

11.2.2共生矩阵纹理特征 144

11.2.3差分统计量纹理特征 147

11.2.4拉格朗日矩阵纹理特征 147

11.2.5幂光谱纹理特征 148

11.3病害图像收集与数据库建立 148

11.4病害图像纹理特征增强 149

11.5病害部位分割 150

11.6病害特征数据计算 151

11.7病害诊断 152

第12章 果树上桃子检测 154

12.1研究意义、目标与技术要点 154

12.2试验设备与材料 154

12.3桃子提取 155

12.4边界追踪处理 156

12.5匹配膨胀处理 156

12.6可能圆心点群计算 157

12.7可能圆心点群分组 158

12.8圆心与半径计算 159

第13章 交通事故现场标识快速检测 162

13.1研究意义、目标与技术要点 162

13.2标尺标签设计及试验材料 162

13.3标尺标签检测 163

13.4检测结果分析 168

第14章 变电柜保护压板投退状态检测 172

14.1研究意义、目标与技术要点 172

14.2试验设备及材料 173

14.3行列检测及压板定位 173

14.3.1行检测 173

14.3.2列检测 175

14.3.3压板定位 176

14.3.4结果分析 177

14.4压板的类型检测 179

14.4.1压板类型检测算法 179

14.4.2检测结果与分析 181

14.5压板投退状态检测 184

14.5.1一般类型压板 184

14.5.2浅黄色压板 186

14.5.3白色压板 189

14.5.4三孔压板 189

14.6系统检测结果与分析 190

第15章 三维作物生长量检测与建模及农田障碍物检测 195

15.1研究意义、目标与技术要点 195

15.2双目视觉测量基础知识 196

15.2.1摄像机模型 196

15.2.2摄像机标定 201

15.2.3三维重建 204

15.3系统构成 205

15.4覆盖面积测量 206

15.5株高测量 208

15.6玉米植株的三维建模 210

15.7农田障碍物的三维检测 213

15.7.1试验设备及图像采集 213

15.7.2相机标定 213

15.7.3目标提取 213

15.7.4障碍物识别 215

15.7.5试验结果与分析 215

第16章 交通流量图像监测 218

16.1研究意义、目标与技术要点 218

16.2试验设备及图像采集 218

16.3背景计算与更新 219

16.3.1初始背景计算 219

16.3.2更新背景计算 220

16.3.3背景计算结果 220

16.4车辆区域提取 221

16.5车影去除 221

16.6车辆区域提取及车影去除的结果分析 222

16.7车辆区分和计数 222

第17章 羽毛球竞技战术实时测量统计及车辆轨迹的实时跟踪 225

17.1研究意义、目标与技术要点 225

17.2 Windows线程的基础知识 226

17.2.1进程和线程 226

17.2.2多线程的同步 227

17.2.3线程时间配额 228

17.3视频图像采集 228

17.4场地标定 230

17.5运动目标提取 230

17.6轨迹归类与连接 230

17.6.1方向数的概念 230

17.6.2目标重心的计算 231

17.6.3运动轨迹提取 232

17.7羽毛球轨迹提取 232

17.8羽毛球类型判断 233

17.9车辆运行轨迹的实时跟踪测量 234

17.9.1图像采集 234

17.9.2信号采集 234

17.9.3图像分析 234

17.9.4试验结果 235

第18章 蜜蜂舞蹈实时跟踪检测 237

18.1研究意义、目标与技术要点 237

18.2模板匹配基础知识 238

18.3试验装置及视频图像采集 238

18.4蜜蜂运行轨迹跟踪 239

18.4.1目标蜜蜂的选定 239

18.4.2目标点跟踪 240

18.5蜜蜂舞蹈判断 242

18.6总结 246

第19章 车辆参数实时检测 247

19.1研究意义、目标与技术要点 247

19.2系统构成方案 248

19.3系统检测方案 249

19.3.1车辆长度测量 249

19.3.2车辆宽度测量 249

19.3.3车辆高度测量 250

19.4车辆进出判断 251

19.4.1确定图像处理区域 251

19.4.2图像差分 252

19.4.3特征提取和分析 252

19.5车辆边沿检测 254

19.5.1地面检测 254

19.5.2其他边沿检测 257

19.6车辆颜色检测 260

19.7检测流程 261

19.8系统影响因素分析 262

第20章 通用图像处理系统ImageSys 264

20.1系统简介 264

20.2状态窗口 264

20.3图像采集 265

20.3.1 DirectX直接采集 265

20.3.2 VFW PC相机采集 265

20.3.3 A/D图像卡采集 265

20.3.4 A60X工业采集 265

20.4直方图处理 266

20.4.1直方图 266

20.4.2线剖面 267

20.4.3 3D剖面 267

20.4.4累计分布图 268

20.5颜色测量 268

20.6颜色变换 269

20.6.1颜色亮度变换 269

20.6.2 HSI表示变换 270

20.6.3自由变换 270

20.6.4 RGB颜色变换 270

20.7几何变换 270

20.7.1仿射变换 270

20.7.2透视变换 270

20.8频率域变换 271

20.8.1小波变换 271

20.8.2傅里叶变换 272

20.9图像间变换 273

20.9.1图像间演算 273

20.9.2运动图像校正 273

20.10滤波增强 273

20.10.1单模板滤波增强 273

20.10.2多模板滤波增强 274

20.11图像分割 274

20.12二值运算 275

20.12.1基本运算 275

20.12.2特殊提取 275

20.13二值图像测量 276

20.13.1几何参数测量 276

20.13.2直线参数测量 280

20.13.3圆形分离 280

20.13.4轮廓测量 280

20.14帧编辑 280

20.15画图 280

20.16查看 280

20.17系统开发平台Sample 281

第21章 二维运动图像测量分析系统MIAS 282

21.1系统简介 282

21.2功能介绍 283

21.2.1文件 283

21.2.2运动图像及2D比例标定 283

21.2.3运动测量 283

21.2.4结果浏览 284

21.2.5结果修正 285

21.2.6其他功能 287

21.3实时测量 288

21.3.1实时测量 288

21.3.2实时标识测量 288

21.4系统开发平台 MSSample 289

第22章 三维运动测量分析系统MIAS 3D 290

22.1 MIAS 3D系统简介 290

22.2 MIAS 3D功能介绍 291

22.2.1系统初始设定 291

22.2.2文件 291

22.2.3测量设置 291

22.2.4运动测量 292

22.2.5显示结果 292

22.2.6结果修正 295

22.2.7其他功能 296