地图轮廓识别拼接装置

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基于PYNQ-Z2的地图轮廓识别拼接装置

成员:郭宇,姚伟卓,沈正国

学校:东南大学

 

概述:

 传统图像识别,图像拼接一般基于图像内容、色彩之类要素,通过算法计算匹配度,但是,这种方法显然无法应对一种情况:当图像内部没有可供识别的特征图形,基于内容的识别则无法准确定位、计算出碎图块的顺序和排列。针对这种情况,我们采用了提取图像轮廓特征的方法,所有的数据基于该图像的轮廓,不再依赖图像连通域的色彩信息,一方面解决了原算法在该情况下的不足,使得结果更为准确可靠,另一方面,由于保存的数据仅有图像轮廓信息,减轻了硬件的计算压力,使得系统更加流畅迅捷。未来可以应用在工厂零件识别分拣,特定目标的移动检测等方面。

本系统由pynq-z2USB摄像头模块,hdmi显示屏模块,电机驱动模块,三极管扩流模块,电源管理模块共同组成。电源管理模块主要用于给各个子模块供电。执行时,先由摄像头获取图像信息,然后传回pynqARM进行图像处理,之后FPGA发出控制指令,控制电机,舵机的移动和旋转以及电磁铁的开关,来把对应拼图块送到指定位置,同时由板子上的hdmi输出口将图像处理的结果输出到显示屏上显示。

主要创新点

1.






不同于一般算法通过色彩比例来匹配拼图,我们通过提取拼图的外轮廓(内部轮廓被过滤掉),计算轮廓的匹配度,这样在面对边缘复杂的图象时,可以做到准确率极高的匹配。

2.






我们通过确定图像的中点和其中的最长特征线,来组成一个特征三角形,以此确定图像前后旋转的绝对角度。而一般的取最小外接矩形来计算角度的算法,只能算出与水平轴最近的一条边的水平角度,不满足我们的要求。

3.






硬件结构手动设计拼接,同时包含有xyz以及旋转轴w四个维度,实现拼图的复原拼接

 

 

C:\Users\ASUS\Documents\Tencent Files\1316491692\Image\C2C\91394D9A4DA522E270863FA7FE622466.jpg机械结构

 

 

 

 

 

 

系统框图

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设计演示C:\Users\ASUS\AppData\Roaming\Tencent\Users\1316491692\QQ\WinTemp\RichOle\6AC[{O4~VH[S9)WUEZ]5BJM.pngC:\Users\ASUS\AppData\Roaming\Tencent\Users\1316491692\QQ\WinTemp\RichOle\6Z$~`RMK$B%SK$NF0[9O)I3.pngC:\Users\ASUS\AppData\Roaming\Tencent\Users\1316491692\QQ\WinTemp\RichOle\ZO$8}10H(]4KDD`_@ZAUU5C.png

2019年3月12日 09:33
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