2023电赛E题视觉部分

该部分主要要完成正方形区域的识别，并返回对应的坐标，但是由于距离1m，过远。因此需要引入图像增强，里面代码完成基本流程测试，仅供参考 该部分主要要完成正方形区域的识别，并返回对应的坐标，但是由于距离1m，过远。因此需要引入图像增强，里面代码完成基本流程测试，仅供参考 该部分主要要完成正方形区域的识别，并返回对应的坐标，但是由于距离1m，过远。因此需要引入图像增强，里面代码完成基本流程测试，仅供参考 ### 2023电赛E题视觉部分：正方形区域识别与坐标返回技术解析 #### 一、项目背景及目标概述 在2023年的电子设计竞赛（以下简称“电赛”）E题中，视觉部分的任务是识别并定位远处（约1米）的一个或多个正方形区域，并返回这些正方形的中心坐标。这项任务对于机器视觉系统来说是一项挑战，因为远距离会降低图像质量，使得形状检测变得更加困难。为此，项目中采用了图像增强技术来提高识别精度。 #### 二、关键技术解析 ##### 1. 图像增强技术 图像增强是在处理图像之前对图像进行预处理的一种方法，旨在改善图像质量，使其更适合后续的图像分析和处理。在这个项目中，为了应对1米远距离带来的图像质量下降问题，采取了以下步骤： - **初始化摄像头**：通过`sensor.reset()`和`sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)`等函数初始化摄像头参数。 - **设置阈值**：定义了一个阈值列表`thresholds=[(30,100,-64,-8,-32,32)]`，用于图像增强。这些阈值可以根据实际情况进行调整，以获得最佳效果。 - **二值化处理**：通过`img.binary([thresholds])`将图像转换为二值图像，突出正方形区域。 - **寻找轮廓**：利用`img.find_blobs([thresholds], pixels_threshold=200, area_threshold=200)`函数来检测图像中的轮廓。 ##### 2. 正方形检测与坐标计算 在图像增强之后，下一步是检测正方形并计算其坐标。主要步骤包括： - **轮廓检测**：通过`img.find_blobs`函数获取图像中的所有轮廓。 - **正方形检测**：遍历每个轮廓，使用`blob.is_square()`方法检查轮廓是否为正方形。 - **坐标计算**：对于每个检测到的正方形，使用`blob.cx()`和`blob.cy()`方法计算其中心坐标。 - **距离估算**：基于正方形的宽度估算距离，这里假设正方形的宽度为1米，通过公式`distance = 1 / blob.w()`来计算距离。 #### 三、代码实现详解 以下是项目中的关键代码片段，用于实现上述功能： ```python # 初始化摄像头 sensor.reset() sensor.set_pixformat(sensor.RGB565) sensor.set_framesize(sensor.QVGA) sensor.skip_frames(time=2000) # 设置阈值，用于图像增强 thresholds = [(30, 100, -64, -8, -32, 32)] while True: img = sensor.snapshot() # 获取图像 # 图像增强 img.binary([thresholds]) # 寻找轮廓 blobs = img.find_blobs([thresholds], pixels_threshold=200, area_threshold=200) # 遍历找到的轮廓 for blob in blobs: # 判断是否为正方形 if blob.is_square(): # 计算正方形的中心坐标 x = blob.cx() y = blob.cy() # 计算距离 distance = 1 / blob.w() # 假设正方形的宽度为1米 # 在图像上绘制正方形和坐标 img.draw_rectangle(blob.rect()) img.draw_cross(x, y) # 打印坐标和距离 print("Square found at (x={}, y={}), distance={}m".format(x, y, distance)) # 显示图像 img.show() ``` #### 四、总结 本文详细介绍了2023年电赛E题视觉部分的实现原理和技术细节，重点在于如何通过图像增强技术和正方形检测算法，在远距离条件下准确地识别出正方形区域并计算其坐标。这一解决方案不仅适用于电赛项目，也为其他类似的机器视觉应用提供了有价值的参考。