CACR-IR101010FD新進備件CACR-IR101010FD 返回列表頁

CACR-IR101010FD軟件部分設計

　　由于本系統采用的是顏色和形狀相結合的辦法對無遮擋目標物體的識別。為了達到機器人實時快速的目的，在軟件方法上，主要采用了目前常用的足球機器人的顏色識別方法，目前比較常見是基于閾值向量的顏色判斷法。下面簡述顏色識別原理。

　　2.1 CACR-IR101010FD色彩空間選擇

　　對于采用基于彩色圖像分割的方法識別目標時，首先要選擇合適的顏色空間，常用的顏色空間有RGB、YUV、HSV、CMY等。顏色空間的選擇直接影響到圖像分割和目標識別的效果。

　　RGB：CACR-IR101010FD是zui常用的顏色空間，其中亮度等于R、G、B3個分量之和。RGB顏色空間是不均勻的顏色空間，兩個顏色之間的知覺差異與空間中兩點間的歐氏距離不成線性比例，而且R、G、B值之間的相關性很高，對同一顏色屬性，在不同條件（光源種類、強度和物體反射特性）下，RGB值很分散，對于識別某種特定顏色，很難確定其閾值和其在顏色空間中的分布范圍。因此通常會選擇能從中分離出亮度分量的顏色空間，其中zui常見的是YUV和HSV顏色空間。

　　HSV：接近人眼感知色彩的方式，H為色調（Hue），S為色飽和度（Saturation），V為亮度（Value）。色調H能準確地反映顏色種類，對外界光照條件變化敏感度低，但是H和S均為R、G、B的非線性變換，存在奇異點，在奇異點附近即使R、G、B的值有很小變化也引起變換值有很大的跳動。

　　YUV:RGB顏色空間線性變化為的亮度-色彩空間。CACR-IR101010FD是為了解決彩色電視機與黑白電視機的兼容問題而提出的。Y表示亮度（Luminance），UV用來表示色差（Chrominance）。YUV表示法的重要性是它的亮度信號（Y）和色度信號（U、V）是相互獨立的。所謂色差是指基色信號中的3個分量信號（即R、G、B）與亮度信號之差。

　　因此，針對以上原因，本系統在采用的是YUV色彩空間。

　　YUV格式與RGB存在如下關系：

　　2.2 閾值確定和色彩判斷

　　CACR-IR101010FD在確定閾值時，首先通過采集樣本進行訓練，從而得到預定的幾種顏色在YUV空間的分量的上下閾值，如圖2所示。

　　當一個待判定的像素在色彩空間中的位置落在這個長方體中時，就認為該像素屬于要找的顏色，從而完成對圖像顏色的識別。在Y空間中，Y值表示亮度，因它的變化很大，所以只考慮了U和V的值，在進行顏色判斷時，首先分別建立U、V的閾值向量。

　　由于在CACR-IR101010FD系統中圖像傳感器的數字信號是8位，即1Byte，共255Byte，系統zui多能判定8種顏色。在顏色識別后進行圖像分割，在圖像分割中采用了種子填充算法，其整個種子的填充是和像素點的顏色同時進行的，一開始不是對所有的像素進行處理，而是分塊進行的，本系統采用的塊是32×24像素，這樣計算量大大減小。當中心點是所要識別的顏色時，就以這個點為種子向四周擴散，并判定周圍像素點的顏色，直到填滿整個塊。在這過程中，同時對目標進行形狀識別。本系統采用了基于全局的特征向量的識別算法來進行識別。同時也為構建雅可比矩陣得到需要的矩特征量。圖3為圖像識別分割流程圖。

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