全自主移动机器人视觉系统图像分割方法研究

第27卷 第5期 西 安 工 业 大 学 学 报 Vol.27 No.52007年10月 JOURNALOFXI ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY Oct.2007

文章编号: 1673 9965(2007)05 471 04

全自主移动机器人视觉系统图像分割方法研究

谭宝成,牟云霞,程智远,刘江,苗荣霞

(西安工业大学电子信息工程学院,西安710032)

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摘 要: 为了准确跟踪运动中的目标,完成对移动目标的实时跟踪,通过分析不同算法的特

点,在视觉系统的软件设计中采用了基于HIS颜色空间的阈值分割法与种子区域生长法相结合的图像分割方法对目标进行分割与跟踪.对视觉系统图像识别与分割所涉及的关键技术包括颜色空间的选取和相应的分割算法进行了必要的分析与改进.实验结果表明这种方法可以对彩色图像进行准确分割.

关键词: 视觉系统;HSI颜色空间;种子区域生长;图像分割中图号: TP242.6+2 文献标识码: A 全自主移动机器人是具有完全的自主能力,自身具有独立的传感器系统、决策系统以及执行机构.机器人将各自搜集到的信息同本队的其他机器人沟通,通过机器人本体或场外监控站上数据融合得到所需的信息,然后根据这些信息进行决策,并执行相应的动作.在全自主移动机器人系统中,视觉系统是整个系统的 眼睛 ,起着至关重要的作用,它提供了机器人所需的绝大部分外部环境信息,是整个感知系统的核心,对机器人的智能化起着决定性的作用[1].在视觉系统中,图像分割是像分析和模式识别的首要问题,也是图像处理的经典难题之一,它是图像分析和模式识别系统的重要组成部分,并决定图像的最终分析质量和模式识别结果.许多研究人员已开始对彩色图像的分割进行研究.然而,这些方法多数是以灰度图像分割方法为基础的,没有充分利用彩色图像的色彩信息和饱和度信息.提出了一种基于色调、饱和度和亮度的图像分割方法,该方法首先将颜色空间转换到与人的视觉一致的颜色空间HSI,然后充分利用图像的色度信息和亮度信息并基于种子点区域生长分割算法进行分割,因而效果更为理想.

图1 视觉模块工作流程Fig.1 Workflowofvisionsystem

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1 全自主移动机器人视觉系统

视觉模块是全自主移动机器人XATU 1的控制软件获取外部信息的主要途径.XATU 1视觉部分通过两个摄像头:前向摄像头和全维摄像头获取外部信息.前向摄像头可以保证机器人的视野距离,在应用中可以达到8m;全维摄像头可以保证机器人的视野角度,在应用中,可以达到360!的视角和4m的视野距离.(注:以上距离均指地面距离).视觉模块的工作流程如图1所示

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*收稿日期:2007 06 27

作者简介:谭宝成(1955 ),男,西安工业大学教授,主要研究方向为计算机智能控制.E mail:xaitdzx@163.com.