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【机器视觉与图像处理】基于MATLAB的圆检测、颜色识别、数字识

【机器视觉与图像处理】基于MATLAB的圆检测、颜色识别、数字识

作者: 张照博 | 来源:发表于2018-01-03 23:14 被阅读425次

    正文

    上午开题答辩,被机电系的毕设主任批的昏头晃脑的,不过貌似说的都是大实话,让我的毕设有了阶段性的突破性认知,我现在是个什么状况呢?计算机老师不愿意管我的毕设,昨天去找他签字,说了句:“你快做完,暑假早点过来!”,听这个意思,就是,我不管你的毕设了,你快点做完速度过来。不过也没辙,工业大数据确实我们实验室没这个方向。机电系这边我挂个名义上的老师,结果人都不知道在哪儿,根本不存在指导的问题。so我现在是姥姥不疼,奶奶不爱。今天被胡老师点评一番反而让我坚定了一些想法,美哉!不过,还是先做完机器视觉的作业吧!

    正文

    对产品中心的检测:设置好路径之后,包含关系是在main(相关代码见我以前的一篇文章【机器视觉与图像处理】基于MATLAB+Hough的圆检测)中调用hough_circle.m

    示例如下:

    >> main
    
    ---------------圆统计----------------
      检测出1个圆
      圆心     半径
    1 (528,728)  509
    Warning: Image is too big to fit on screen; displaying at 67% 
    > In images.internal.initSize (line 71)
      In imshow (line 332)
      In main (line 55) 
    >>
    

    对于闷头的中心的检测、颜色识别,以及数字的识别设置好路径后,包含关系是:MenTou_Color_Number_Detection调用 Color_Depart.m和Tiao.m,

    示例如下:

    >>MenTou_Color_Number_Detection
    ---------------圆统计----------------
      检测出1个圆
      圆心     半径
    1 (72,72)  60
    
    检测出的颜色R:255
      
    检测出的颜色G:227
      
    检测出的颜色B:61
    
    数字是:11
    >>
    

    在本次课程设计中,因为数字识别较为困难,所以改为条形码识别。分别设置1到15条长间隔相同宽度相同的条形码(示例如下):

    在程序中将其转化为二值化图像之后具有良好的识别效果。以上图的11条形码来进行检测迅速得出结果是11。

    当然这种用法,我们需要满足一定的假设。首先是闷头上面不应该有杂质或者是别的会影响检测误差的因素。这一点需要工作人员手工实现。另外,我们对照片的要求质量比较高,所以可以采用一个光电门检测产品是否到来。当闷头中心正对镜头的时候拍照最好。

    另外就是我们识别出来的颜色是以RGB 三原色来表示,所以在设计过程中需要首先录入15种预设颜色的RGB参数。然后获得当前参数后进行比对即可获得产品颜色数据。

    下面是MenTou_Color_Number_Detection.m的代码:

    % 文件1 MenTou_Color_Number_Detection.m  
    clc;
    clear;  
    S = imread('/Users/zhangzhaobo/program/MATLAB/Machine_vision/mentou.jpg');  
    circleParaXYR=[];  
    %取整张图的三维尺寸
    [m,n,l] = size(S);  
    
    % 通过判断对象类型来决定是否转化为灰度图
    if l>1  
        I = rgb2gray(S); 
    else
        I=S
    end  
    
    %采用sobel算子来进行边缘检测
    BW = edge(I,'sobel');  
    [m,n]=size(BW);
    % 步长为1,即每次检测的时候增加的半径长度
    step_r = 1;  
    
    %检测的时候每次转过的角度
    step_angle = 0.1; 
    
    % 对检测的圆的大小范围预估,在实际项目中因为产品大小固定,所以可以给定较小范围,提高运行速度 
    minr = 55;  
    maxr = 70;  
    
    % 自动取最优的灰度阈值
    thresh = graythresh(I);  
    
    % 调用hough_circle函数进行霍夫变换检测圆
    [hough_space,hough_circle,para] = hough_circle(BW,step_r,step_angle,minr,maxr,thresh);  
     figure(1),imshow(I),title('原图')  
     figure(2),imshow(BW),title('边缘')  
     figure(3),imshow(hough_circle),title('检测结果')  
    
    
    circleParaXYR=para;  
    
    %输出  
    fprintf(1,'\n---------------圆统计----------------\n');  
    [r,c]=size(circleParaXYR); % r=size(circleParaXYR,1);  
    fprintf(1,'  检测出%d个圆\n',r); % 圆的个数  
    fprintf(1,'  圆心     半径\n'); % 圆的个数  
    for n=1:r  
    %     x0=floor(circleParaXYR(n,1));
    %     y0=floor(circleParaXYR(n,2));
    %     if x0>0.25*m && x0<0.75*m && y0>0.25*n && y0<0.75*n
            fprintf(1,'%d (%d,%d)  %d\n',n,floor(circleParaXYR(n,1)),floor(circleParaXYR(n,2)),floor(circleParaXYR(n,3))); 
    %    end
    end  
      
    %标出圆  
     figure(4),imshow(I),title('检测出图中的圆')  
    %figure(1),imshow(I),title('检测出图中的圆')  
    hold on;  
    
    plot(circleParaXYR(:,2), circleParaXYR(:,1), 'r+');  
    for k = 1 : r %size(circleParaXYR, 1)  
        t=0:0.01*pi:2*pi;  
        x=cos(t).*circleParaXYR(k,3)+circleParaXYR(k,2);
        y=sin(t).*circleParaXYR(k,3)+circleParaXYR(k,1);  
        plot(x,y,'r');  
    end  
    
    x0=circleParaXYR(1,1);
    y0=circleParaXYR(1,2);
    r=circleParaXYR(1,3);
    [Rr,Gg,Bb]=Color_Depart(S,x0,y0,r);
    fprintf('\n检测出的颜色R:%d\n',int32(Rr)); % 
    fprintf('  \n检测出的颜色G:%d\n',Gg); %   
    fprintf('  \n检测出的颜色B:%d\n',Bb); % 
    num=[];
    for k=1:11
        num(k)=Tiao(S,x0+5-k,y0,r);
    end
    fprintf('\n数字是:%d',mode(num));
    
    % 条纹的个数  
    fprintf('\n');
    

    下面是Color_Depart.m的代码:

    function [R,G,B]=Color_Depart(I,x0,y0,r)
    % I=imread('Alan_Walker.jpg');
    n=r-10;
    for k=1:1000
        a = round(x0+(cos(pi/1000*k))*n);
        b = round(y0+(sin(pi/1000*k))*n);
        A(k)=I(a,b,1);
        X(k)=I(a,b,2);
        C(k)=I(a,b,3);
    end
    R=mode(A);
    G=mode(X);
    B=mode(C);
    

    下面是Tiao.m的代码:

    function [number]=Tiao(bw,x0,y0,r)
    bw=im2bw(bw);
    % [m,n]=size(bw);
    number=0;
    count=0;
    for s=y0-r*0.8:y0+r*0.8
        if bw(x0,s)==0
            count=count+1;
        end
        if count>2 && bw(x0,s)==1 && bw(x0,s+2)==1
            count=0;
            number=number+1;
        end
    end
    % return number
    

    说明:Tiao.m与Color_Depart.m都是在MenTou_Color_Number_Detection.m中调用,所以把这些文件全部建立丢到一个文件夹下,设置为工作路径即可按照开头的说明直接用了。

    既然都到这儿了,顺手把图贴出来吧!!

    记得把这个保存为bmp格式,或者你把前一篇文章中的代码改一下读取文件的名字哈!

    顺便放点我们组另外的大腿做的三维动画的设计(13个人一组,我做了算法,另一个大腿做了建模和动画,其他11个,都是挂件~沃日)

    打包车间 SCARA机器手 AGV物流机器人

    正文之后

    好吧,之所把程序说明写上来,是因为,我在等上传!太多了东西!!!

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