传感技术第5章.ppt

5.3 视觉传感技术：二值视觉传感技术 5.2汽车牌照识别 (3) 字符实别 汽车牌照可能出现的汉字(53个)、字母(26个)和数字(10个)的样本，共计有样本89个。系统中建立各个样本的各种投影特征和拓扑特征(欧拉数)。可通过查表和相似匹配识别。 参考课程实例，能灵活应用二值视觉传感技术。 编程序提取26个大写字母的水平投影特征和对角投影特征。 计算26个大写字母的欧拉数。 5.3 视觉传感技术：立体视觉传感简介 在机器人导航等一系列工业应用中需要获取场景中各点相对于视觉传感器的距离(用深度图(Depth Map) 表示) 。机器视觉系统获取场景深度图的技术可分为被动测距传感和主动深度传感两大类。 被动测距传感是指视觉系统接收来自场景发射或反射的光能量，形成有关场景光能量分布函数，即灰度图像，然后在这些图像的基础上恢复场景的深度信息 主动测距传感是指视觉系统首先向场景发射能量，然后接收场景对所发射能量的反射能量．主动测距传感系统也称为测距成象系统 5.3 视觉传感技术：立体视觉传感简介 主摄像机图像 参考摄像机图像 场景深度信息 障碍物信息 视觉传感 总结 5.1 前言 5.1.1视觉传感技术的产生 视觉传感技术是随着人类克服自身局限性、发展智能装备的需要而产生的。 5.1.2视觉传感系统 视觉传感系统的定义：感知被测对象图像信息，直接输出图像信息或对图像信息进行处理提取目标信息的系统 视觉传感系统的组成：由成像子系统和视觉传感子系统（视觉信息处理子系统）组成 视觉传感 总结 5.1.2视觉传感系统 视觉传感应用系统：视觉传感系统+反馈/执行系统 5.1.3视觉传感系统的应用 5.1.4视觉传感技术研究的内容 视觉传感器 成像器件及视觉信息换送器 底层是觉传感技术 平面视觉特征提取 中层视觉传感技术 2.5维视觉信息/二维运动 高层视觉传感技术 建立对象三位视觉描述/识别三维运动 视觉传感 总结 5.1.5视觉传感技术面临的问题 5.2 典型视觉传感器 5.2.1CCD视觉传感器 一、CCD的工作原理 CCD工作过程：信号电荷的产生与存储、信号电的荷转移和信号电荷的输出 *了解信号电荷的产生与存储的原理 *了解信号电荷的转移过程 视觉传感 总结 一、CCD的工作原理 信号电荷的输出 电流输出 工艺简单 浮置扩散放大器输出 可与CCD同片 浮置栅放大器输出 非破坏性输出 二、CCD特性参数 灵敏度————环境照度条件 光谱响应———光源/对象颜色 分辨率————传感精度 视觉传感 总结 二、CCD特性参数 工作频率———采样速率 三、线阵CCD 单沟道线阵CCD 电荷转移次数多、效率低 只适合于光敏元少的视觉传感 双沟道线阵CCD 电荷转移次数少、效率高 适合于光敏元多的视觉传感器 视觉传感 总结 四、面阵CCD 帧转移面阵CCD 结构简单、像素密度高、分辨率高 存在暂存区，光敏区占总面积小 线转移面阵CCD 像素密度高、分辨率高、光敏区占总面积比例大 需机械快门、工作频率低 行间转移面阵CCD 工作频率高//像素密度低、分辨率较低 视觉传感 总结 5.2典型视觉传感器 5.2.2 CMOS视觉传感器 一、CMOS视觉传感器向原结构及工作原理 *了解各种像元结构工作原理 二、CMOS视觉传感器功能结构与输出模式 *了解功能机构和四种输出模式 视觉传感 总结 5.3视觉传感技术 5.3.1二值视觉传感技术 一、阈值分割 了解直方图分割 二、几何特征 尺寸与位置 一幅二值图像区域的面积（像素数）可表示为 视觉传感 总结 二、几何特征 尺寸与位置 区域相对于左上角图像的中心坐标 视觉传感 总结 二、几何特征 方向 二维平面上与最小惯量轴同方向的最小二阶矩 轴定为物体的方向 图像中物体的二阶矩轴是这样一条线，物体上的全部点到该线的距离平方和最小。 即 最小。 视觉传感 总结 二、几何特征 形状 **密集度 图像区域面积与周长平方之比 A 图形区域的面积 P 图形区域的周长 视觉传感 总结 二、几何特征 形状 **体态比 最小外接矩形长和宽之比 视觉传感 总结 三、投影特征 投影特征是二值图像的一种简洁表示方式，但是投影不是唯一的，同样的投影可能对应不同的图像 一幅二值图像及其水平投影图 二值图像及其对角线上的投影图 视觉传感 总结 四、拓扑特征 *了解几个基本概念（近邻、路径、前景、连通性、