Определение перемещения на основе анализа изображения полученного при сканировании

В ходе ВКР был проведен опыт по определению перемещения сканирующего лазерного дальномера. Схема проведения эксперимента приведена на рисунке (Рисунок 45).

Рисунок 45. Схема проведения эксперимента.

Сначала производится сканирование затем сканирующий лазерный дальномер перемещается на 50 см по оси X и поворачивается на 20⁰. Массивы измерений каждого сканирования загружаются в Matlab и создаются 2 изображения по алгоритму описанному в главе 3.4.

Изображение первого скана приведена на рисунке (Рисунок 46).

Рисунок 46. Изображение первого скана.

Изображение второго скана приведена на рисунке (Рисунок 47).

Рисунок 47. Изображение второго скана.

После создания изображений выполняется программа обнаружения прямых линий и определения сдвига и поворота изображения по параметрам прямых линий. Блок-схема алгоритма программы приведена на рисунке (Рисунок 48).

Рисунок 48. Алгоритм определения сдвига и поворота.

Прямые линии на изображениях определяются при помощи преобразования Хафа.

Преобразование Хафа — алгоритм, численный метод, применяемый для извлечения элементов из изображения. Используется в анализе изображений, цифровой обработке изображений и компьютерном зрении. Предназначен для поиска объектов, принадлежащих определённому классу фигур, с использованием процедуры голосования. Процедура голосования применяется к пространству параметров, из которого и получаются объекты определённого класса фигур по локальному максимуму в так называемом накопительном пространстве, которое строится при вычислении трансформации Хафа.

Классический алгоритм преобразования Хафа связан с идентификацией прямых в изображении. Нормальное уравнение прямой имеет вид:

(30).

где с — длина радиус-вектора, проведенного из начала координат до прямой, и — угол наклона радиус-вектора относительно оси абсцисс.

Накопительное пространство Хафа формируется параметрами с и и.

Для каждого скана была проведена процедура преобразования Хафа. Код программы приведен в приложении (ПРИЛОЖЕНИЕ Б, Листинг 2).

Прямые найденные на первом изображении приведены на рисунке (Рисунок 49).

Рисунок 49. Прямые обнаруженные на первом изображении.

Изображение первого скана в накопительном пространстве Хафа приведена на рисунке (Рисунок 50).

Рисунок 50. Первое изображение в накопительном пространстве Хафа.

Прямые найденные на втором изображении приведены на рисунке (Рисунок 51).

Рисунок 51. Прямые обнаруженные на втором изображении.

Изображение второго скана в накопительном пространстве Хафа приведена на рисунке (Рисунок 52).

Рисунок 52. Второе изображение в накопительном пространстве Хафа.

Параметры прямых линий, найденные в среде Matlab приведены на рисунке (Рисунок 53).

Выходными данными преобразования Хафа являются:

(31).