《數(shù)字圖像處理》課程報(bào)告學(xué)號(hào)：121310420姓名：龔桂兵專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課序號(hào)：1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 《數(shù)字圖像處理》課程報(bào)告 -12-課程報(bào)告要求結(jié)合自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)，以及數(shù)字圖像處理相關(guān)知識(shí)及技術(shù)，尋找一個(gè)與本專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)（可從圖書(shū)館網(wǎng)站中、外文數(shù)據(jù)庫(kù)中查閱學(xué)術(shù)論文），給出該問(wèn)題的基本解決方案，并分析其可行性和預(yù)期實(shí)現(xiàn)后的應(yīng)用價(jià)值，最后給出個(gè)人的學(xué)習(xí)體會(huì)。具體要求：1.每位同學(xué)都要提交一份課程報(bào)告，整個(gè)報(bào)告要獨(dú)立完成；2.課題報(bào)告要自行設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)題，體現(xiàn)出所要描述解決的實(shí)際問(wèn)題，如“油液顆粒檢測(cè)”；3.同一專(zhuān)業(yè)的同學(xué)所提交的課程報(bào)告中，應(yīng)用問(wèn)題最好不要重復(fù)出現(xiàn)；要自己認(rèn)真思考并挖掘相關(guān)應(yīng)用問(wèn)題；4.課程報(bào)告需要圖文并茂，即報(bào)告中要給出部分圖片（應(yīng)用問(wèn)題中的原始圖片、原理圖、處理過(guò)程草圖、預(yù)期結(jié)果圖等）及其描述說(shuō)明；5.報(bào)告正文用“宋體四號(hào)，行間距為25磅”，所有非中文字符要設(shè)置成“TimesNewRoman，四號(hào)”。6.整個(gè)課程報(bào)告，要求中英文字?jǐn)?shù)（不含符合數(shù)），不少于3000字。

基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的綁鋼筋機(jī)器人一、實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題問(wèn)題來(lái)源基于數(shù)字圖像處理技術(shù)特征點(diǎn)識(shí)別的技術(shù)的應(yīng)用。2、問(wèn)題應(yīng)用背景大背景：中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟是我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)全國(guó)性的產(chǎn)、學(xué)、研、用協(xié)同推進(jìn)工作平臺(tái)，以貫徹落實(shí)國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，服務(wù)政府、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)市場(chǎng)為目標(biāo)推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展。放眼世界，以“數(shù)字化智能制造”為核心的第三次工業(yè)革命浪潮已經(jīng)到來(lái)，而這個(gè)革命的主角就是工業(yè)機(jī)器人。在中國(guó)人口紅利減弱的背景下，中國(guó)工業(yè)化要?jiǎng)?chuàng)造新的競(jìng)爭(zhēng)力必須進(jìn)行變革，生產(chǎn)線(xiàn)上機(jī)器人的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。有專(zhuān)家預(yù)測(cè)，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人幾年內(nèi)或?qū)⒂瓉?lái)井噴式發(fā)展，而非簡(jiǎn)單的線(xiàn)性增長(zhǎng)。工業(yè)機(jī)器人成為工程機(jī)械利益增長(zhǎng)所在據(jù)了解，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)主要集中在工程機(jī)械、航空航天、汽車(chē)、電器、石油化工等行業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上已有5萬(wàn)臺(tái)左右工業(yè)機(jī)器人在服役，占全球總量的4.5%,保有量位居日、韓之后排亞洲第三，市場(chǎng)需求增速位列全球第一。我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化覆蓋率提升工業(yè)自動(dòng)化的生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，推動(dòng)眾多行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)上的變革，通過(guò)合理的自動(dòng)化解決方案，運(yùn)用各類(lèi)自動(dòng)化設(shè)備來(lái)提高行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及效率。對(duì)此，在生產(chǎn)穩(wěn)定性及持續(xù)性方面有顯著優(yōu)勢(shì)的機(jī)器人產(chǎn)品市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)。工程機(jī)械企業(yè)大力引進(jìn)機(jī)器人在新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，機(jī)器人都扮演著“催化劑”的角色。大力引進(jìn)機(jī)器人將不可或缺。建筑行業(yè)背景：在如今的技術(shù)條件下，建筑行業(yè)還是一個(gè)勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)，其中鋼筋工也是一個(gè)相當(dāng)危險(xiǎn)的職業(yè)，每年都有很多人出工傷事故，且人力綁鋼筋的效率相當(dāng)?shù)拖?，故衍生了這樣設(shè)計(jì)基于這種技術(shù)的這種設(shè)備來(lái)取代人力的勞動(dòng)。而且目前的基于數(shù)字圖像處理的特征點(diǎn)識(shí)別技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，且在指紋識(shí)別領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別領(lǐng)域，已經(jīng)有良好的應(yīng)用。依據(jù)灰度圖像直接提取特征的方法和依據(jù)二值化細(xì)化后的圖像鄰域特征提取的方法。實(shí)驗(yàn)表明，基于二值化細(xì)化圖像鄰域特征提取的方法所提取到的特征更全面、質(zhì)量更高，為后續(xù)特征匹配提供了更好的效果。

3、問(wèn)題描述在建筑工地中，綁鋼筋的工作是十分的勞累和危險(xiǎn)的，鋼筋工大部分都是墻外作業(yè)，安保措施十分的簡(jiǎn)陋，如圖所示，工人時(shí)刻都處在危險(xiǎn)當(dāng)中。而且在如此危險(xiǎn)的工作環(huán)境當(dāng)中，工人的工作效率是相當(dāng)?shù)拖碌摹?、實(shí)際應(yīng)用意義及價(jià)值如果在建筑工程當(dāng)中，如果采用了這種技術(shù)所生產(chǎn)的設(shè)備，不僅能大幅度提高工程的效率，保障工程的穩(wěn)固性，還能將人力從這種無(wú)意義的勞動(dòng)中解放出來(lái)，降低工傷事故的發(fā)生率，降低工程的本金，保障工人的人身安全。采用社會(huì)化大生產(chǎn)方式來(lái)建造最終建筑產(chǎn)品的方式就是建筑工業(yè)化，即從傳統(tǒng)時(shí)以手工操作為主的小生產(chǎn)方式逐步向社會(huì)化大生產(chǎn)方式過(guò)渡，使勞動(dòng)生產(chǎn)率、建設(shè)速度、主要建筑產(chǎn)品的數(shù)量等各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)跨入世界先進(jìn)行列，形成現(xiàn)代化，而這一切都將仰賴(lài)建筑行業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)和投入使用。5、預(yù)期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)識(shí)別功能系統(tǒng)，具有識(shí)別鋼筋架中節(jié)點(diǎn)的功能。并將機(jī)器人投入使用，使建筑業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的支柱產(chǎn)業(yè)地位不斷加強(qiáng)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用更加顯著，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑施工企業(yè)面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。增加建筑企業(yè)在激烈競(jìng)爭(zhēng)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品的精益化，工程服務(wù)方式的多樣化、市場(chǎng)化的進(jìn)程，使得建筑企業(yè)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目管理的精益程度越來(lái)越高。使企業(yè)能為社會(huì)提供質(zhì)量高、工期短、造價(jià)低的建筑產(chǎn)品。充分運(yùn)用機(jī)器人技術(shù)所帶來(lái)的巨大生產(chǎn)力，提高自身對(duì)機(jī)器人應(yīng)用水平和管理水平,應(yīng)該作為提升建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重點(diǎn)，這也是國(guó)外優(yōu)秀建筑企業(yè)發(fā)展過(guò)程中的實(shí)踐總結(jié)。

二、擬采取的解決方案解決思路給機(jī)器人安裝一個(gè)掃描系統(tǒng)，為系統(tǒng)配備節(jié)點(diǎn)識(shí)別系統(tǒng)，識(shí)別出節(jié)點(diǎn)之后，通過(guò)機(jī)械設(shè)備對(duì)鋼筋節(jié)點(diǎn)進(jìn)行綁定加固。對(duì)圖中的交叉特征點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別。2、技術(shù)路線(xiàn)3、算法步驟特征點(diǎn)的提取程序源代碼function

FP_FeaturePointsMatrix

=

GetFeaturePoints(FP_Thining)

Z

=

double(FP_Thining)/255;

[len,wid]

=

size(FP_Thining);

FP_FeaturePointsMatrix

=

zeros(len,wid);

Cn

=

zeros(len,wid);

Sn

=

zeros(len,wid);

P

=

zeros(1,9);

for

i

=

2:len-1

for

j

=

2:wid-1

P(1)

=

Z(i-1,j-1);

P(2)

=

Z(i-1,j);

P(3)

=

Z(i-1,j+1);

P(4)

=

Z(i,j+1);

p(5)

=

Z(i+1,j+1);

P(6)

=

Z(i+1,j);

P(7)

=

Z(i+1,j-1);

P(8)

=

Z(i,j-1);

P(9)

=

P(1);

for

m

=

1:8

Cn(i,j)

=

Cn(i,j)+abs(P(m+1)-P(m));

Sn(i,j)

=

Sn(i,j)+P(m);

end

end

end

for

i

=

1:len

for

j

=

1:wid

if

Z(i,j)

==

1

if

Cn(i,j)

==

2

&&

Sn(i,j)

==

1

FP_FeaturePointsMatrix(i,j)

=

1;

%

endpoint

elseif

Cn(i,j)

==

6

&&

Sn(i,j)

==

3

FP_FeaturePointsMatrix(i,j)

=

3;

%

points

on

line

else

FP_FeaturePointsMatrix(i,j)

=

2;

%

forkpoint

end

end

end

end

figure;hold

on;

for

i

=

1:len

for

j

=

1:wid

if

FP_FeaturePointsMatrix(i,j)

==

1

plot(j,len+1-i,'ro','MarkerSize',10,'LineWidth',2);

elseif

FP_FeaturePointsMatrix(i,j)

==

2

plot(j,len+1-i,'k-','MarkerSize',10,'LineWidth',2);

elseif

FP_FeaturePointsMatrix(i,j)

==

3

plot(j,len+1-i,'bx','MarkerSize',15,'LineWidth',2);

end

end

end

偽特征點(diǎn)的提出程序源代碼Function

FP_DelFeaturePointsMatrix=DelFeaturePoints(FP_FeaturePointsMatrix,FP_Orientation,W);

[len,wid]

=

size(FP_FeaturePointsMatrix);

M

=

FP_FeaturePointsMatrix;

B

=

20;

for

i

=

1:B

for

j

=

1:wid

if

M(i,j)

==

1

||

M(i,j)

==

3

M(i,j)

=

2;

end

end

end

for

i

=

len-B+1:len

for

j

=

1:wid

if

M(i,j)

==

1

||

M(i,j)

==

3

M(i,j)

=

2;

end

end

end

for

i

=

1:len

for

j

=

1:B

if

M(i,j)

==

1

||

M(i,j)

==

3

M(i,j)

=

2;

end

endendfor

i

=

1:len

for

j

=

wid-B+1:wid

if

M(i,j)

==

1

||

M(i,j)

==

3

M(i,j)

=

2;

end

end

end

figure;hold

on;

for

i

=

1:len

for

j

=

1:wid

if

M(i,j)

==

1

plot(j,len+1-i,'ro','MarkerSize',10,'LineWidth',2);

elseif

M(i,j)

==

2

plot(j,len+1-i,'k-','MarkerSize',10,'LineWidth',2);

elseif

M(i,j)

==

3

plot(j,len+1-i,'bx','MarkerSize',15,'LineWidth',2);

end

end

end

D1

=

5;

D2

=

10;

D3

=

5;

D4

=

10;

for

i

=

1:len

for

j

=

1:wid

if

M(i,j)

==

1

a

=

i;

%

delete

short

line

b

=

j;

N

=

FP_FeaturePointsMatrix;

flag

=

1;

while(flag)

if

(N(a-1,b-1)

==

2)

||

(N(a-1,b-1)

==

1)

N(a,b)

=

0;

a

=

a-1;

b

=

b-1;

flag

=

1;

elseif

(N(a-1,b)

==

2)

||

(N(a-1,b)

==

1)

N(a,b)

=

0;

a

=

a-1;

b

=

b;

flag

=

1;

elseif

(N(a-1,b+1)

==

2)

||

(N(a-1,b+1)

==

1)

N(a,b)

=

0;

a

=

a-1;

b

=

b+1;

flag

=

1;

elseif

(N(a,b+1)

==

2)

||

(N(a,b+1)

==

1)

N(a,b)

=

0;

a

=

a;

b

=

b+1;

flag

=

1;

elseif

(N(a+1,b+1)

==

2)

||

(N(a+1,b+1)

==

1)

N(a,b)

=

0;

a

=

a+1;

b

=

b+1;

flag

=

1;

elseif

(N(a+1,b)

==

2)

||

(N(a+1,b)

==

1)

N(a,b)

=

0;

a

=

a+1;

b

=

b;

flag

=

1;

elseif

(N(a+1,b-1)

==

2)

||

(N(a+1,b-1)

==

1)

N(a,b)

=

0;

a

=

a+1;

b

=

b-1;

flag

=

1;

elseif

(N(a,b-1)

==

2)

||

(N(a,b-1)

==

1)

N(a,b)

=

0;

a=

a;

b

=

b-1;

flag

=

1;

else

flag

=

0;

end

end

T

=

-(a-i)/(b-j);

if

T

>=

0

theta1

=

atan(T);

else

theta1

=

atan(T)+pi;

end

I

=

floor((i-1)/W)+1;

J

=

floor((j-1)/W)+1;

theta2

=

(FP_Orientation(I,J)-1)*pi*0.125;

delta

=

abs(theta1-theta2);

if

(sqrt((i-a)^2+(j-b)^2)

<

D1)

&&

(delta

<

0.1*pi)

M(i,j)

=

2;

M(a,b)

=

2;

end

end

end

end

figure;hold

on;

for

i

=

1:len

for

j

=

1:wid

if

M(i,j)

==

1

plot(j,len+1-i,'ro','MarkerSize',10,'LineWidth',2);

elseif

M(i,j)

==

2

plot(j,len+1-i,'k-','MarkerSize',10,'LineWidth',2);

elseif

M(i,j)

==

3

plot(j,len+1-i,'bx','MarkerSize',15,'LineWidth',2);

end

end

End

N

=

M;

D

=

D3;

for

i

=

1:len

for

j

=

1:wid

if

M(i,j)

==

3

Block

=

N(i-D:i+D,j-D:j+D);

Block(D+1,D+1)

=

-1;

for

m

=

1:2*D+1

for

n

=

1:2*D+1

if

Block(m,n)

==

1

P

=

sqrt((m-D-1)^2+(n-D-1)^2);

if

P

<

D

M(i,j)

=

2;

M(i-D-1+m,j-D-1+n)

=

2;

end

end

end

end

end

end

end

figure;hold

on;

for

i

=

1:len

for

j

=

1:wid

if

M(i,j)

==

1

plot(j,len+1-i,'ro','MarkerSize',10,'LineWidth',2);

elseif

M(i,j)

==

2

plot(j,len+1-i,'k-','MarkerSize',10,'LineWidth',2);

elseif

M(i,j)

==

3

plot(j,len+1-i,'bx','MarkerSize',15,'LineWidth',2);

end

end

end

N

=

M;

D

=

D4;

for

i

=

1:len

for

j

=

1:wid

if

M(i,j)

==

3

Block

=

N(i-D:i+D,j-D:j+D);

Block(D+1,D+1)

=

-1;

for

m

=

1:2*D+1

for

n

=

1:2*D+1

if

Block(m,n)

==

3

P

=

sqrt((m-D-1)^2+(n-D-1)^2);

if

P

<

D

M(i,j)

=

2;

M(i-D-1+m,j-D-1+n)

=

2;

end

end

end

end

end