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1、曲线识别技术在机器人中的应用Theapplicationofcurverecognitiontechnologyinrobot钱炜王明军孙福佳董奎勇（上海理工大学机械工程学院，上海200093）QIANWei,WANGMing-jun,SUNFu-jiaDONGQui-yong(CollegeofMechanicalEngineering,ShanghaiUniversityforScienceandTechnology,Shanghai200093,China)【摘要】以VC++作为开发工具，运用开源的计算机视觉库OpenCv，采集图像信息,进行图像处理,得到轨迹曲线的
2、数据,控制实验室UP6机器人,使机器人手部跟踪曲线的轨迹运动。在工业自动化上有一定的价值。关键词：VC；OpenCv；骨架【Abstract】ThispaperisbasedonthedevelopedtoolofVC++andadoptsOpenSourceComputerVisionLibraryOpenCv,fromwhichtheimageinformationiscollected.Afterbeingprocessed,thecurvedataareobtained．Withtheaidofthedata,therobotoflaboratorycanbeco
3、ntrolledbymakingitfollowthelocusofthecurve．Ithasacertainvalueintheapplicationofindustryautomation．Keywords:VC；OpenCv；Barframe中图分类号:TP391．41文献标识码：A1.引言本文介绍了基于开源的计算机视觉库OpenCv的图像采集系统在机器人实验室的应用,该系统利用摄像头实时采集图像,将采集到写字板上任意形状的曲线,经过膨胀,细化,提取骨架,得到近似单像素宽的曲线中心线图像。然后采用回溯曲线寻找算法，寻找到完整的曲线中心线数据，存放到数组中，通过摄像
4、头坐标系到机器人坐标系的转换，控制机器人走出曲线的轨迹。该系统将机器视觉同实验室现有的机器人设备结合起来，为机器人实验增添了内容和新意。同时该系统的图像处理的方法可以用在工业焊接机器人上，实现自主焊接。有一定的工业应用价值。２.软件界面设计采用ＶＣ＋＋６．０设计了能在Winndows98和ＮＴ下运行窗口程序。软件界面分为两部分：图像显示部分和控制按钮及菜单部分。图像显示部分分为三块，一部分是＂实时图像＂，显示实时采集的图像，一部分是＂图像提取＂，显示经过处理后得到的曲线中心线的图像。一部分是＂实时跟踪＂，显示连接机器人后，机器人跟踪轨迹的实时过程。控制按钮及菜单部分，包括
5、打开，关闭摄像头，捕捉曲线图像，摄像头标定及标定时摄像头的调整，连接及断开机器人连接，控制机器人跟踪曲线轨迹，机器人复位及各按钮对应的菜单。程序运行时，点击＂打开摄像头＂按钮，程序开始采集图像数据，经过处理得到近似单像素宽的曲线轨迹，在屏幕上显示出来。此时按下＂摄像头调整＂，将会在＂实时图像＂里出现分别位于图像四个角的四个矩形，这时调整摄像头，使位于写字板上的四个参考坐标点分别落在四个矩形内，即可点击＂摄像头标定＂按钮完成摄像头的标定，如果没有参考点，参考点不足四个或参考点没落在矩形框内，则会提示不成功；如果成功，则出现对话框提示，并且在＂实时图像＂上显示所标定的四个参考
6、点的位置，此时如果显示标定的参考点和实际参考点不一样，可以重新调整摄像头，再一次标定。完成摄像头的标定后点＂继续＂或＂打开摄像头＂就可以继续采集图像。点＂连接＂就可以使电脑和机器人之间建立连接，实时通讯。在采集到曲线数据时，按下＂捕捉＂可以将当前曲线的数据保存，按下运行键后机器人将会跟踪前面保存的曲线的轨迹。＂机器人复位＂用于程序开始时机器人和机器人完成曲线跟踪后，移开写字板上方的位置，以方便摄像头采集图像数据。程序运行时界面如图１。图１３.图像采集与处理本系统是基于计算机视觉库OpenCv而设计的，OpenCv由一系列C函数和少量C++类构成，实现了图像处理和计算机视觉
7、方面的很多通用算法，拥有包括300多个C函数的跨平台的中、高层API。它不依赖与其它的外部库，尽管也可以使用某些外部库。OpenCV对非商业应用和商业应用都是免费（FREE）的。程序中利用cvCaptureFromCAM()函数打开摄像头,利用定时器定时采集图像并做处理。定时时间为0.5秒,利用cvQueryFrame()函数捕捉图像。捕捉到的图像利用cvCvtColor(colorpic,graypic,CV_RGB2GRAY)进行色彩空间转换,得到灰度图像,灰度图像利用cvThreshold()函数进行阈值操作得到二值图像
