智能小车目标识别跟踪系统的实现

重庆大学学报

２００４阜

图ｌ智能小车系统组成结构示意圈

遥控小车是智能小车的重要组成部分，相当于人的身体和双脚。由两个直流电机、无线收发芯片及其外围电路和机械装置组成。其中，位于小车前端的电机负责小车的左右转向，后端的电机负责小车的前进后退。通信和控制模块由单片机和无线收、发芯片以及外围电路组成，单片机通过接收计算机串口发出的指令，来控制发射芯片与小车通信。２．２图像采集模块

图像采集模块相当于人的视觉系统，通过它来获得目标运动信息。本系统选用天敏公司的ｌＯ

Ｍ００ｎｓ

摄像头和与其配套的图像采集卡（ＰＣＩ插槽），通过图像采集开发软件包，用户可以进行二次开发，将采集到的图像在计算机上显示，并且可以随时保存图像以便处理。２．３计算机

计算机相当于人的大脑，是智能小车的关键部分。主要用于数字图像采集和处理，对目标监视，识别目标以及向控制模块发运动指令跟踪目标。处理过程用Ｖｃ＋＋６．０编程实现瞄’ｏ

目标识别

本系统主要研究对单一目标的识别，即针对特定

的物体进行识别处理，实验过程中目标物根据项目安排，使用的是一个可以自由运动的玩具小车，小车里面有一戴红色头盔的驾驶员。为了简化识别算法，提高识别的准确性和实时性，以小车中驾驶员的红头盔为软件流程如图２所示。具体步骤为：

１）利用摄像头采集图像，监视目标的运动，定时件，在显示器上中监视小车的运行情况，每隔一段时阔

万方数据

图２

目标识别软件流程图

２）设定阀值，将２４位真彩色图像二值化∞】。２４响采集到的图像。设定阀值的目的是将红色转化为白复调整Ｒ、Ｇ、Ｂ值的范围，直到能将头盔部分转化为白３）将二值化以后的图像转化为２５６色位图ｐＪ。图像转化为２５６色位图。具体算法是：新建一个长度０９６的数组，代表４０９６种颜色。对图中的每一个０９６种颜色的使用频率。其中，０９６）个元素都不为零。将这』ｖ个数按从大到小的顺

２．１遥控小车、通信与控制模块

保存一幅图像（如图３所示）用于后续处理。

位真彩色图像由足、Ｇ、曰３个分量组成，在实验室环境下，不同的光照条件、对比度设置、颜色饱和度都会影色，其它颜色转化为黑色。这就要根据采集的图像反色，其他部分全部为黑色。

如果对２４位真彩色进行滤波处理，将大大增加算法的复杂程度，不便于实时跟踪。为此，特别将二值化后的为４象索，取Ｒ、Ｇ、Ｂ的最高４位，拼成一个１２位的整数，对应的数组元素加ｌ。对一幅图像的每个像素颜色进行统计，就得到了这４可能有一些颜色一次也没用到，即对应的数组元素为零。将这些为零的数组元素清除出去，使得前Ｊ『＼，（Ⅳ≤

４

３

特征来识别目标。

保存图像，格式为２４位真彩色位图。在ＶＣ中调用控序排列（这里我们使用冒泡排序）。这样，前２５６种颜色就是用得最多的颜色，将作为调色板上的２５６种颜色。对于剩下的Ｉｖ一２５６种颜色并不是简单地丢弃，而是用前２５６种颜色中的一种来代替，代替的原则是找有最小平方误差的那个。再次对图中的每一个象