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目前,在工业生产中,存在着高温、核辐射、毒化气体等极限工作环境,对机器人的智能化提出了更高的要求。为了使机器人具有高度的智能,需要配备各种传感器,其中视觉传感器是最主要的。视觉系统处理的信息数据量大,这样,如何提高图象的处理速度成为许多科技工作者研究的热点课题,也是亟待解决的难题。利用4f光学系统可以完成图象傅立叶变换,实现频谱滤波。作者在此方面进行了一些研究工作,主要内容如下: 设计了光学小波变换系统,同时采用光寻址的空间光调制器(LASLM)和电寻址的空间光调制器(EASLM)来调制图象信号,LASLM将物镜的成象转为相干光的图象,此图象的读入转换过程在几十毫秒内完成。根据需要利用计算机将滤波函数输入到EASLM,使输入图象与滤波函数在频率域相乘,最后由CCD接收调制后的图象信号,进行后续处理,整个处理过程约为100毫秒,使图象的处理速度成倍的提高。 鉴于光学小波变换系统是以实现机器人视觉的路径跟踪为主要目标,并且考虑Haar小波的边界检测功能,Mexicohat小波边缘增强的作用,对整个光路信息传递进行了分析。针对LASLM的空间采样和量化,将电子学中的A/D转换去假频前置滤波器的设计应用于光路分析中,为结构设计提供理论依据。同时对量化噪声的形成进行了分析,确定为高斯噪声。 用计算机进行了仿真实验,得到了对图象的边缘提取,验证了光学系统设计的可行性。同时仿真结果证明,对于低频图象而言,选取合适的小波尺度因子,Haar小波和Mexicohat小波均可实现对图象边缘的检测和提取,并且能够有效地抑制噪声。