[发明专利]一种单目视觉云台控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种单目视觉云台控制系统及方法，其中的系统包括：STM32单片机系统，用于云台控制系统的控制；摄像头采集传输电路，用于摄像头实现目标物体的特定信息的采集，摄像头支持多种方式输出被识别物体的颜色、位置坐标的数据信息；图像信息显示电路，用于图像信息显示；云台控制电路，包括两个舵机，用于采用输出脉冲控制方式驱动。本发明通过实现单目视觉的运动目标识别，改善以往灰度传感器识别的局限性，极大提高适用范围。实现对云台进行相对位置的模拟控制，达到物体识别，信息传输，反馈作用控制特定物体的功能的实现。

技术领域

本发明涉及物体识别，具体涉及一种单目视觉云台控制系统及方法。

背景技术

目前，为了实现物体的识别，追踪并将所包含的信息即时显示，从而提升现代化工厂的生产效率。提出基于单目视觉的云台控制系统获得需要的信息。

随着科学技术的快速发展，互联网信息技术、云计算在各行业领域被不断地应用，引发物联网、工业4.0的又一轮技术革命。人工智能时代的来临，机器视觉越来越受到人们的重视。基于视觉的目标定位对于机器人视觉导航、机械手对目标进行作业任务具有重要的研究意义。本设计及时把握科技的前沿动态，顺应时代主题，设计并实现了基于单目视觉的云台控制系统。通过单目视觉技术对云台系统的控制，实现对目标识别追踪、图像处理及进一步机械动作控制。

在加工过程中，单目视觉技术和云台的有效结合不仅能降低加工成本，而且能提高加工效率。传统的目标定位技术主要利用雷达、激光、红外线等传感器进行测距以达到目标定位的目的，但是用这些传感器存在以下缺点：一方面，它们很容易受到机器本身携带的其他传感器的影，导致测距不准另一方面，它们的最大缺点是不能识别目标物体。而随着视觉传感的发展，近年来，利用视觉传感器获取景物特征实现定位的方 法 因 其 所 需 要的 实 验 环境 和 硬 件 条 件 更 加 宽松、成本较低、在实际应用中更直观有效而受到了重视。根据使用视觉传感器的数目不同，视觉定位方法可分为基于单目视觉的定位、基于双目视觉的定位和基于全方位视觉的定位。在双目视觉定位方面: 王才东提出利用双目视觉检测零件的位姿。杨宇提出利用改的ORB 算法实现双目视觉定位。王翰提出利用双目视觉定位圆特征工件空间。在单目视定位方面: 孙龙培提出利用单目视觉实现室内多行人目标的联系定位。彭冬旭使用单目视觉实现机器人的定位。史煜提出使用单目视觉实现工业机人的物料搬运。与双目视觉和多目视觉技术相比较，单目视觉技术具有高效灵活，结构简单的优点，同时消除了双目视觉的盲区、最优距离和立体匹配难等问题的影响。该设计通过设计实现单目视觉的运动目标识别，改善以往灰度传感器识别的局限性，极大提高适用范围。

1、利用机器视觉实现yolo算子对于物体的识别

2、利用最小二乘法实现对于待测物体的距离测量

3、利用单目视觉与双目视觉轮换的特性实现物体三维坐标的测量与显示进行比对。

单目视觉是机器视觉和计算机科学的一个重要组成。单目视觉是将检测与转换

技术、计算机技术、信息处理技术等技术综合一体，通过处理器的计算，将复杂的信息处理变成需要的信息。机器视觉作为人工智能开发的载体，配合云台控制的应用，对于提升现代化工厂的生产效率以及自动化程度都有重要的意义。

单目视觉使用传感器检测代替人眼来做测量和判断。视觉技术因为识别能力强、成本较低、易于实现的优点，已经广泛应用许许多多的领域，同时随着计算机和图像处理硬件设备性价比的不断提升，它获得了更加深入的研究与应用。现如今的互联网科技和大数据应用已越来越深入地渗透到各行各业，尤其是伴随着人工智能在许多领域的突破性进展，科技距离人们的生活越来越近。计算机视觉技术是人工智能领域的核心技术之一。