物体轮廓识别算法的应用研究.pdf

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1、《自动化技术与应用》2016年第35卷第1期仪器仪表与检测技术InstrumentationandMeasurment物体轮廓识别算法的应用研究★郑汉卿，谷安，李明义，程向东(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：啮齿类动物通过触须获取物体轮廓的信息，通过对物体的截面进行扫描，在大脑中整合所有触须信号，重构物体的轮廓特征。基于这一原理开展了触须传感器物体识别的研究，通过分析直线，圆，椭圆的斜率和特征方程设计了一种轮廓识别算法，以识别具有不同截面的对象。采用Matlab软件进行算法设计，并通过实验验证了其可行性。关键字：触须传感器；轮廓识别；算法设计；Ma

2、tlab中图分类号：TP391．4文献标识码：A文章编号：1003—7241(2016)01—0106—05ResearchontheApplicationofObjectContourRecognitionAlgorithmZHENGHan-qing，GUAn，LIMing-yi，CHENGXiang-dong(CollegeofMechanicalandElectricalEngineeringNanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016China)Abstract：Rodentanimalg

3、etscontourinformationthroughtheirwhiskers，allthewhiskersignalsareintegratedinthebrainandcontourfeaturesarereconstructed．Accordingtotheprinciple，aresearchonobjectrecognitionofwhiskersensorisconducted，throughanalyzingtheslopeandcharacteristicequationofthestraightline，circleandellipse，acont

4、ourrecognitionalgorithmiscompiledandobjectswithdiferentsectionsareidentified．ThealgorithmisdesignedbytheMatlabsoftware，andthefeasibilityofcontourrecognitionisprovedbytheexperiment．Keywords：whiskersensor；contourrecognition；algorithmdesign；Matlab1引言对基于触须传感器智能机器人来说，其准确定位和随着现在信息技术和电子技术的飞速发展，

5、智能机导航的关键是对物体的识别能力。啮齿类动物通过触须器人技术的开发也越来越快u】。智能机器人的研究开始扫描物体截面，在大脑中整合信息完成物体轮廓重构。于60年代末，斯坦福研究院(SRI)的NilsNilssen和需要根据不同对象的截面特征进行轮廓识别，为此设计CharlesRosen等人在1966年至1972年中研究制造出一种表面轮廓的识别算法。名为Shakey【2的自主移动机器人。安装在机器人上面的本文通过Matlab编写一种触须传感器物体表面识各种传感器就像是人的五官，机器人以此来感知外部的别算法，并通过VC++实现对物体表面的识别和模型环境。机器人传感器主要包括

6、机器人视觉、力觉、触觉、的重构。接近觉、距离觉、姿态觉、位置觉等传感器。现在应用最多的是视觉和触觉两种传感器。触觉系统与视觉系统2轮廓识别算法的研究相比又有结构简单、信息处理速度快、环境适应性强，生活中常见的物体，他们的截面大部分是比较规则成本便宜等优点。为此，各国的科研人员纷纷设计了不的，比如圆、椭圆、矩形和正方形等。对于截面是圆或同类型的仿生触须传感器。者椭圆的物体，比如圆柱和椭球体，触须传感器检测到的就是圆或者椭圆的轮廓信息，即是一段弧线信息，对收稿日期：2Ol4-12-29仪器仪表与检测技术自动化技术与应用2016年第35卷第l期Instrumentationa

7、ndMeasurment于截面是矩形或者正方形的物体，触须传感器检测到的圆的半径之比是否小于给定的阀值k2，如果是，则为圆，则只是截面上一条边的轮廓信息，即是一条直线信息，否则为椭圆。如图1所示。露柱体长方体图2椭圆上的点拟合为圆弧图1触须检测不同的轮廓曲线示意图但是在实际的实验中，这种识别方法只能把直线识要想从有限的轮廓信息中把圆、椭圆、直线识别出来，对于椭圆弧上很小的一段弧，曲率半径变化并别出来需要先分析它们各自的特点和三者之间的不是很明显，几乎分辨不出是圆弧还是椭圆弧。由于触不同之处。根据定义，同一个圆的半径长度永远须传感器是以二维