پایان نامه برق الکترونیک درباره ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی

اختصاصی از حامی فایل پایان نامه برق الکترونیک درباره ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

(استادان ودانشجویان عزیز متن کامل پایان نامه ها را می توانید در آخر هر صفحه ی پایان نامه مورد نطر دانلود کنید چون فقط تکه هایی از متن این پایان نامه در این
صفحه ها درج شده است(به طور نمونه)

 پایان نامه برق الکترونیک درباره ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی  138 صفحه   با فرمت ورد (دانلود متن کامل پایان نامه)

آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی

1-1کلیات

تکنولوژی ماشین بینایی وتصویر بر داری دیجیتالی شامل فرایند هایی است که نیازمند بکارگیری علوم مختلف مهندسی نرم افزار کامپیوتر می باشد این فرایند را می توان به چند دسته اصلی تقسیم نمود :

• ایجاد تصویر به شکل دیجیتالی
• بکارگیری تکنیکهای کامپیوتری جهت پردازش ویا اصلاح داده های تصویری
• بررسی و استفاده از نتایج پردازش شده برای اهدافی چون هدایت ربات یا کنترل نمودن تجهیزات خود کار ، کنترل کیفیت یک فرایند تولیدی ، یا فراهم آوردن اطلاعات جهت تجزیه و تحلیل آماری در یک سیستم تولیدی کامپیوتری (MAC)

ابتدا می بایست آشنایی کلی ، با هر یک از اجزاء سیستم پیدا کرد و از اثرات هر بخش بر روی بخش دیگر مسطح بود . ماشین بینایی و تصویر بر داری دیجیتالی از موضوعاتی است که در آینده نزدیک تلاش و تحقیق بسیاری از متخصصان را بخود اختصاص خواهد بود.

در طی سه دهه گذشته تکنولوژی بینایی یا کامپیوتری بطور پراکنده در صنایع فضایی نظامی و بطور محدود در صنعت بکار برده شده است . جدید بودن تکنولوژی ، نبودن سیستم مقرون به صرفه در بازار و نبودن متخصصین این رشته باعث شده است تا این تکنولوژی بطور گسترده استفاده نشود .

تا مدتی قبل دوربین ها و سنسورهای استفاده شده معمولا بصورت سفارشی ومخصوص ساخته می شدند تا بتوانند برا ی منظورخاصی مورد استفاده قرار گیرند همچنین فرایند ساخت مدارهای مجتمع بسیار بزرگ آنقدر پیشرفت نکرده بود تا سنسورهای حالت جامد با رزولوشن بالا ساخته شود .

استفاده از سنسورهای ذکر شده مستلزم این بود که نرم افزار ویژه ای برای آن تهیه شود و معمولا این نرم افزارها نیز نیاز به کامپیوتر هایی با توان پردازش بالا داشتند. علاوه بر همه این مطالب مهندسین مجبور بودند که آموزشهای لازم را پس از فراغت از تحصیل فرا گیرند . زیرا درس ماشین بینایی در سطح آموزشهای متداول مهندسی در دانشگاهها وبه شکل کلاسیک ارائه نمی شد .

تکنولوژی ماشین بینایی در دهه آینده تاثیر مهمی بر تمامی کارهای صنعتی خواهد گذاشت که دلیل آن پیشرفتهای تکنولوژی اخیر در زمینه های مرتبط با ماشین بینایی است واین پیشرفتها در حدی است که استفاده از این تکنولوژی هم اکنون حیاتی می باشد .

2-1-بینایی واتوماسیون کارخانه

وظایف اساسی که می تواند توسط سیستمهای ماشین بینایی انجام گیرد شامل سه دسته اصلی است.

• کنترل
• بازرسی
• ورود داده

کنترل در ساده ترین شکل آن مرتبط با تعیین موقعیت و ایجاد دستورات مناسب می باشد تا یک مکانیزم را تحریک نموده ویا عمل خاصی صورت گیرد . هدایت نقاله های هدایت شونده خود کار (AGVS) در عملیات انتقال مواد در یک کارخانه هدایت مشعل جوشکاری در امتداد یک شمایر یا لبه یا انتخاب یک سطح بخصوص برای انجام عملیات رنگ پاشی توسط ربات ، مثلهایی از بکار گیری ، ماشین بینایی در کنترل می باشند . کاربردهای ماشین بینایی در بازرسی مرتبط با تعیین برخی پارامترها می باشد . ابعاد مکانیکی وهمچنین شکل آن ، کیفیت سطوح ، تعداد سوراخها در یک قطعه ، وجود یاعدم وجود یک ویژگی یا یک قطعه در محل خاصی از جمله پارامترهایی هستند که توسط ماشین بینایی ممکن است ، بازرسی می شوند عمل اندازه گیری توسط ماشین بینایی کم و بیش مشابه بکار‌گیری روشهای سنتی استفاده از قیدها و سنجه های مخصوص و مقایسه ابعاد می باشد . سایر عملیات بازرسی بجز موارد اندازه گیری شامل مواردی چون کنترل وجود بر چسب بر روی محصول بررسی رنگ قطعه ، وجود مواد خارجی در محصولات غذایی نیز با تکنیکهای خاصی انجام می گیرد . کار بازرسی ممکن است حتی شامل مشخص نمودن خواص یا ویژگیهایی الکتریکی یک محصول گردد . با مشاهده خروجی اندازه گیرهای الکتریکی می توان صحت عملکرد محصولات الکتریکی را بازرسی نمود . هر چند که در چنین مواردی چنانچه سیستم بینایی کار دیگری بجز مورد ذکر شده انجام ندهد معمولا روش ساده تر و مقرون به صرفه ترین بدین صورت خواهد بود که کار بازرسی فوق توسط یک ریز پردازنده و ابزارهای مربوط انجام گیرد .

اطلاعات مربوط به کیفیت محصول ویا مواد وهمچنین تعقیب فرایند تولید را می توان توسط ماشین بینایی گرفته ودر بانک اطلاعاتی سیستم تولید کامپیوتری جامع بطور خود کار وارد نمود . این روش ورود اطلاعات بسیار دقیق و قابل اعتماد است که دلیل آن حذف نیروی انسانی از چرخه مزبور می باشد . علاوه بر این ورود اطلاعات بسیار مقرون به صرفه خواهد بود چرا که اطلاعات بلافاصله پس از بازرسی وبه عنوان بخشی از آن جمع آوری و منتقل می شوند .

میزان پیچیدگی سیستم های بینایی متفاوت می باشد این سیستم ها ممکن است منحصر به یک سیستم بارکدینگ معمولی که برای مشخص نمودن محصول جهت کنترل موجودی بکار می رود تشکیل شده باشد یا ممکن است متشکل از یک سیستم بینایی صنعتی کامل برای اهدافی چون کنترل کیفیت محصول باشد .

3-1 سرعت واکنش

زمان مورد نیاز برای تصمیم گیری توسط ماشین بینایی بستگی به اندازه ماتریس تصویر یا زمان پردازش لازم در کارت تصویر گیر و نوع دوربین دارد . دوربیهایی نوع لاچکی که با استاندارد Rs-170 کار می کنند تعداد 30 تصویر در ثانیه تولید می کنند که این تصاویر بر روی مونیتورهای موجود در بازار قابل نمایش هستند . چنانچه از استاندارد Rs-170 استفاده نشود می توان تعداد تصاویر در ثانیه را پنج تا ده برابر افزایش داد . دوربینهای حالت جامد می توانند در زمان بسیار کوتاه معادل ( میکرو ثانیه تصویر گیری کنند زمان لازم جهت خواندن سیگنال تصویر از سنسور دوربین بستگی به اندازه ماتریس سنسور سرعت پردازش و پهنای باند سیستم دارد. با استفاده از تکنیکهای پردازش موازی می توان زمان پردازش را متناسب با تعداد پردازشگرهای موازی کاهش داد .

زمان واکنش سیستم بینایی انسان در حدود 6% ثانیه یا 16/1 ثانیه می باشد این موضوع توسط این حقیقت تائید می شود که وقتی تصاویر ، با سرعت 30 عدد در ثانیه یک صحنه متحرک را نشان می دهند چشم انسان قادر به تشخیص انقطاع بین تصاویر نیست .

سیستم های ماشین بینایی مورد استفاده در صنعت که برای کنترل بر چسب روی بطریها بکار می رود می توانند با سرعتی معادل 900 بطری در دقیقه یا در صورت یک بطری در 7% ثانیه کار کنند . البته می توان با گرفتن تصاویری که بیش از یک بطری را در بر می گیرد سرعت کنترل را بیش از این نیز افزایش داد . سرعت چشم انسان برای انجام کار مشابه حداکثر 60 بطری در دقیقه می باشد که این سرعت در اثر خستگی و شرایط نامساعد محیطی کاهش نیز می یابد .

دانلود پایان نامه آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی

اختصاصی از حامی فایل دانلود پایان نامه آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پیشگفتار:

با ساخت وسایل الکترو مغنا طیسی نظیر انواع الکتروموتورها، بوبین ها ،رله ها وغیره ، انسان قادر شد با بهره گیری از الکترونیک ، کنترل ابزارهای مکانیکی را در دست گیرد و سر انجام با پیدایش میکرو پروسسورها و با توجه به توانایی آنها در پردازش اطلاعات و اعمال کنترلی و همچنین قابلیت مهم برنامه پذیر بودن آنها تحول شگرفی در ساخت تجهیزات الکترونیکی و صنعتی و غیره به‌ وجود آمد.

پیشرفتها و تحولات اخیر باعث پیدایش اتوماسیون صنعتی شده که در بسیاری از موارد جایگزین نیروی انسانی می گردد. به عنوان نمونه انجام امور سخت در معادن و یا کارخانه ها و یا کارهایی که نیازمند دقت وسرعت بالا می‌باشد و یا انجام آن برای نیروی انسانی خطر آفرین است به انواع دستگاهها و رباتها سپرده شده است. همچنین با پیشرفت الکترونیک در زمینه ساخت سنسورها. بالا رفتن دقت آن ها، امروزه انواع گوناگونی از حسگرها در دنیا تولید می شود که در ساخت رباتها و در زمینه اتوماسیون نقش مهمی را ایفامی‌کنند.

در این پایان نامه پس از مباحثی در مورد  پردازش دیجیتالی تصویر ، معرفی میکرو کنترلر ۸۰۵۱  بصورت مختصر و در حد نیاز و بخش کوچکی در مورد استپ موتورها  به طراحی وپیاده سازی نمونه ای کوچک از یک ماشین مسیر یاب پرداخته شده است .شایان ذکر است که مطالب مربوط به طراحی وساخت ماشین بگونه ای بیان شده که توسط هر فردی که آشنایی مختصری با میکرو کنترلرها داشته باشد، قابل پیاده سازی است.

174 صفحه فایل ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

فصل اول

– آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی
– کلیات
– بینایی واتوماسیون کارخانه
– سرعت واکنش
– واکنش طیف موج
– مقایسه بینایی انسان و ماشین بینایی
– سیستم بینایی چیست ؟
– کلیات سیستم
– تصویر گیری
– نور پردازی
– نور پردازی از پشت
– نور پردازی از مقابل
– نور پردازی لحظه ای
– نور پردازی دارای ساختار
– مفاهیم اولیه پردازش تصویر
– پیکسل
– پنجره
– مکان پیکسل
– سطح خاکستری
– هیستو گرام
– ایجاد هیستوگرام
– سیستم های رنگی CMYB , RGB

فصل دوم

– میکروکنترلر ۸۰۵۱
– واحد پردازش مرکزی
– حافظه نیمه رسانا:RAM وROM
– ابزارهای کنترل/نظارت
– مقایسه ریز پردازنده ها با میکروکنترلرها
– معماری سخت افزار
– کاربردها
– ویژگی های مجموعه دستورالعمل ها
– مفاهیم جدید
– مزیت ها و معایب:یک مثال طراحی
– خلاصه سخت افزار
– مروری بر خانوادهMcs-51TM
– حافظه کد روی تراشه
– بررسی اجمالی پایه ها
– درگاه O
– درگاه ۲
– درگاه ۳
– ( Program stare Enable)
– ALE(Address latch Enable)
– (Extrral Access)
– (RST(Reset
– ورودی های نوسان ساز روی تراشه
– اتصالات تغذیه
– ساختار درگاه I/O
– سازمان حافظه
– همه منظوره RAM
– MOV A,5FH
– بانک های ثبات
– ثبات های کاربرد خاص
– پرچم نقلی
– پرچم نقلی کمکی
– پرچم صفر ۰
– پرچم سرریز
– بیت توازن
– ثبات B
– ثبات های درگاه
– ثبات های تایمر
– ثبات های درگاه سریال
– ثبات های وقفه
– ثبات کنترل توان
– حالت معلق
– حالت افت تغذیه
– حافظه خارجی
– دستیابی به حافظه داده خارجی
– عملیات راه اندازی مجدد،reset
-Memory 90
– راهنمای جدول

فصل سوم

– موتور پله ای و مشخصه های اساسی ان
– تاریخچه ابتدایی موتورهای پله ای
– پیشرفت سریع در دهه ۱۹۷۰
– طرح کلی موتورهای پله ای مدرن:
– سیستم های کنترل حلقه باز
– سیستم های کنترل حلقه –بسته

فصل چهارم

– نمونه عملی از یک ربات مسیر یاب ساده
– مقدمه
– مکانیک ربات
– سخت افزار
– Input
– Micro controller
– Output
– نرم افزار
– نوشتن برنامه ربات مسیریاب
– رفع اشکال
– برنامه
– توضیح برنامه
– منابع

بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی ( 3D VISON USING STRUCTURED LIGHT WITH COLOR PATTERN)

اختصاصی از حامی فایل بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی ( 3D VISON USING STRUCTURED LIGHT WITH COLOR PATTERN) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی

3D VISON USING STRUCTURED LIGHT WITH COLOR PATTERN

 135 صفحه در قالب word

چکیده :

   هدف از این پروژه استخراج پروفایل سه بعدی اجسام به استفاده از روش نور ساختار یافته ااست.    

 با توجه به بررسی های انجام شده نور ساختار یافته دارای مزایای ویژه ای می باشد . برای مثال  سیستمهای مبتنی بر اُپتیک معمولا دارای هزینه پایین تری هستند . همچنین سیستم های بینایی استرﻳو ( شامل دو دوربین ) یا استریو فتو گرامتری برای سنجش برد کوتاه دارای کاربردهای زیادی می باشد . اما این سیستم در اندازه گیری فواصل کوتاه دارای نواقص و مشکلات مربوط به خود است  . این مطلب  باعث شده روشهای نور ساختار یافته در فواصل کوتاه بیشتر مورد توجه قرار گیرد . وجود کدینگ در نور ساختار یافته و کاربرد آن در تناظر یابی  باعث بالاتر رفتن ضریب اطمینان می شود . برای راه اندازی این سیستم نیاز به یک پروژکتور LCD و یک دوربین تصویر برداری است که با توجه به الگو  از آن می توان برای بازسازی اجسام متحرک نیز استفاده کرد . در این میان نقش اساسی را الگوریتم و نرم افزار نوشته شده برای پردازش ها و اندازه گیریها  برعهده دارد .  مراحل کاری این  سیستم در فلوچارت به صورت کلی آورده شده است .

این سیستم دارای کاربردهای فراوانی در استخراج مدل سه بعدی اجسامی از قبیل آثار هنری ، ایجاد مدل کامپیوتری از عروسکها و مجسمه ها در کاربردهای انیمیشن سازی دارد . همچنین دارای کاربردهای قابل تطبیق، در سیستم های پزشکی و برخی مسائل صنعتی مانند مهندسی معکوس  نیز می باشد .

فهرست مطالب:

چکیده             2

فصل اول : تئوری نور ساختار یافته و کاربردهای بینایی سه بعدی

1-1- مقدمه       17

1-2- روشهای غیر فعال بینایی سه بعدی    18  

1-2-1- روش استریوفتوگرامتری          18

1-3- روشهای فعال بینایی سه بعدی       19   

1-3-1- بکار گیری سنسور تماسی دربینایی سه بعدی                      21  

1-3-2- بکار گیری سنسور غیر تماسی دربینایی سه بعدی                   22

1-3-2-1- روش ارسال امواج                                        22

1-3-2-2- روش های انعکاسی           23

1-3-2-2-1- رهیافتهای غیر اپتیکی در روشهای انعکاسی                   23

1-3-2-2-2- رهیافتهای اپتیکی در روشهای انعکاسی                       23

1-3-2-2-2-1 رادار تصویر برداری        24

1-3-2-2-2-2- روشهای اینترفرومتریک    26

1-3-2-2-2-3- استخراج عمق از طریق تمرکز بر روش فعال                 27

1-3-2-2-2-4- استریوی فعال           28  

1-3-2-2-2-5- راستراستریوفتوگرامتری                                28

1-3-2-2-2-6- سیستم مجتمع تصویر برداری                            29

1-3-2-2-2-7- تکنیک نور ساختار یافته                               30

1-4- مقایسه روشها وتکنیکها و کاربردهای آنها                           32

1-5- نتیجه گیری    35  

فصل دوم : روشهای مختلف کدینگ الگو

2-1- مقدمه          37

2-2- روشهای طبقه بندی کدینگ الگوهای نوری                           38

2-2-1- الگوهای نوری از دیدگاه درجات رنگی             39

2-2-2- الگوهای نوری از دیدگاه منطق کدینگ                           40  

2-2-2-1- روشهای مبتنی بر الگوهای چند زمانه (کدینگ زمانی)               42    

2-2-2-1-1- کدینگهای باینری           42  

2-2-2-1-2-  کدینگ با استفاده از مفهوم n-ary                         44

2-2-2-1-3-  کدینگ با استفاده از مفهوم انتقال مکانی                     45

2-2-2-1-4-  کدینگ با استفاده از همسایگی                            46

2-2-2-2- روشهای مبتنی بر همسایگیهای مکانی(کدینگ مکانی)               48

2-2-2-2-1- کدینگهای غیر متعارف (ابتکاری)            48  

2-2-2-2-2- کدینگ بر اساس دنباله De_Bruijn[1]                      50  

2-2-2-2-3- کدینگ بر اساس منطق M-Arrays                        52  

2-2-2-3- کدینگ مستقیم              54

2-3- نتیجه گیری                    55 

فصل سوم :پیاده سازی کدینگ و پردازش تصویر 

3-1- مقدمه       57

3-2- تولید کلمه های رمز با استفاده از دنباله De_Bruijn                 59

3-3-  تابش الگو و عکسبرداری                                      65

3-4- پردازش تصویر                                               66

3-4-1- دوسطحی سازی                                           68

3-4-2- تشخیص لبه ها و اسکلت بندی     70

3-4-3- نازک سازی                                               74

3-4-4 نقاط تقاطع                     75

3-4-5- شناسایی خطوط                 78

3-5- نتیجه گیری                                                 82

فصل چهارم :

 شناسایی رنگ و حل مسئله تطابق و بازسازی سه بعدی

4-1- مقدمه       84

4-2- شبکه عصبی و شناسایی رنگ                                   86

4-2-1- مسئله تغییر رنگ                                           87

4-3- طراحی شبکه عصبی                                          88

4-4- مسئله تطابق                                                93  

4-5- بازسازی سه بعدی                 99  

4-6- بررسی خطاهای موجود           103

4-6-1- تغییر رنگ و خروجی غیر قطعی شبکه                          103

4-6-2- ناپیوستگی های تصویر رنگی     103

4-6-3-خطای همپوشانی              104

4-7- نتیجه گیری                    105

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 مقدمه          107

5-2- انتخاب روش و پیاده سازی          108

5-3- پیشنهادات     108

پیوست الف : نرم افزار تهیه شده              111 

پیوست  ب : مثلث بندی           122

مراجع          130

مقدمه :

   نظر به گستردگی روز افزون استفاده از سیستم های هوشمند لزوم بکار گیری سیستم های بینایی اتوماتیک و یا نیمه اتوماتیک به منظور بدست آوردن ابعاد جسم بر کسی پوشیده نیست . در همین راستا در صنایع نیز در ایستگاههای بازرسی و کنترل کیفیت جهت بررسی دقیقتر میزان تطابق قطعه ی درحال تولید با قطعه مورد نظر ، از سیستم های بینایی استفاده می شود . بدین   وسیله علاوه بر مشخص شدن مورد خطا ، محل دقیق آن و میزان خرابی نیز مشخص می شود .

از جمله موارد کاربرد دیگر سیستم بینایی می توان به علوم نظامی ، پزشکی ، باستانشناسی ، راه و ساختمان و زمین شناسی و هدایت ربات اشاره کرد که روز به روز استفاده از سیستم های بینایی در آنها افزایش می یابد . سیستم های بینایی معمولی ، تنها به گرفتن یک تصویر دو بعدی از جسم اکتفا می کنند و قادر به تشخیص فاصله و یا ارتفاع و عمق نیستند . به همین دلیل و برای داشتن اطلاعات بیشتر از جسم ، محققان تلاش خود را بر روی بدست آوردن اطلاعات از بعد سوم      (محور Z) متمرکز کردند .

در راستای این تلاشها رهیافتهای متفاوتی جهت اسکن سه بعدی یک جسم ارائه شد . در این میان اسکنرهای تماسی مبتنی بر سنسورهای تماسی مکانیکی و اسکنرهای غیر تماسی مبتنی بر تکنولژی اپتیکی از جمله راه کارهایی هستند که محققان در پیش رو دارند . و در این میان راه کارهای اپتیکی به دلیل انعطاف پذیر بودن و هزینه قابل قبول ترجیح داده می شوند . ضمن اینکه در خیلی از موارد از دقت و قدرت بالاتری در مقایسه با تکنولژی تماسی برخوردار هستند .

در تحقیق انجام شده پس از بررسی انواع روشهای اپتیکی برای استخراج پروفایل سه بعدی ، یک سیستم نوری بر مبنای نور ساختاریافته کدینگ شده پس از بررسی روشهای کار شده در این   زمینه ، پیاده سازی می شود .

فصل اول به بررسی روشهای متفاوت استخراج مدل سه بعدی اشیاء می پردازد. علاوه بر آن کاربردهای مختلف بینایی سه بعدی ارائه می شود . در فصل دوم تکنیکهای مختلف کدینگ الگو در نور ساختاریافته بررسی می شود . در فصل سوم که آغازی برای پیاده سازی است با طراحی یک نوع کدینگ به طراحی یک الگو پرداخته می شود و پردازشهای لازم اولیه در تصاویر برای کشف رمزها توضیح داده می شوند . فصل چهارم با توضیح استفاده از شبکه عصبی برای تعیین کد رنگهای بدست آمده در ادامه به حل مسئله تطابق می پردازد و در نهایت یک بازسازی سه بعدی اولیه از جسم ارائه می دهد .  در نهایت در فصل پنجم به جمع بندی فصول گذشته پرداخته شده و پیشنهاداتی برای ادامه کار داده خواهند شد . در صفحه بعدی فلوچارتی از مراحل کلی کار آورده شده که به طور کلی نمایانگر مراحل کاری می باشد .

ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است

متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است

دانلود پایان نامه بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی

اختصاصی از حامی فایل دانلود پایان نامه بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:158

فهرست مطالب :

چکیده ۲
فصل اول : تئوری نور ساختار یافته و کاربردهای بینایی سه بعدی
۱-۱- مقدمه ۱۷
۱-۲- روشهای غیر فعال بینایی سه بعدی ۱۸
۱-۲-۱- روش استریوفتوگرامتری ۱۸
۱-۳- روشهای فعال بینایی سه بعدی ۱۹
۱-۳-۱- بکار گیری سنسور تماسی دربینایی سه بعدی ۲۱
۱-۳-۲- بکار گیری سنسور غیر تماسی دربینایی سه بعدی ۲۲
۱-۳-۲-۱- روش ارسال امواج ۲۲
۱-۳-۲-۲- روش های انعکاسی ۲۳
۱-۳-۲-۲-۱- رهیافتهای غیر اپتیکی در روشهای انعکاسی ۲۳
۱-۳-۲-۲-۲- رهیافتهای اپتیکی در روشهای انعکاسی ۲۳
۱-۳-۲-۲-۲-۱ رادار تصویر برداری۲۴
۱-۳-۲-۲-۲-۲- روشهای اینترفرومتریک ۲۶
۱-۳-۲-۲-۲-۳- استخراج عمق از طریق تمرکز بر روش فعال ۲۷
۱-۳-۲-۲-۲-۴- استریوی فعال ۲۸
۱-۳-۲-۲-۲-۵- راستراستریوفتوگرامتری ۲۸
۱-۳-۲-۲-۲-۶- سیستم مجتمع تصویر برداری ۲۹
۱-۳-۲-۲-۲-۷- تکنیک نور ساختار یافته ۳۰
۱-۴- مقایسه روشها وتکنیکها و کاربردهای آنها ۳۲
۱-۵- نتیجه گیری۳۵
فصل دوم : روشهای مختلف کدینگ الگو
۲-۱- مقدمه ۳۷
۲-۲- روشهای طبقه بندی کدینگ الگوهای نوری ۳۸
۲-۲-۱- الگوهای نوری از دیدگاه درجات رنگی ۳۹
۲-۲-۲- الگوهای نوری از دیدگاه منطق کدینگ ۴۰
۲-۲-۲-۱- روشهای مبتنی بر الگوهای چند زمانه (کدینگ زمانی) ۴۲
۲-۲-۲-۱-۱- کدینگهای باینری ۴۲
۲-۲-۲-۱-۲- کدینگ با استفاده از مفهوم n-ary 44
2-2-2-1-3- کدینگ با استفاده از مفهوم انتقال مکانی ۴۵
۲-۲-۲-۱-۴- کدینگ با استفاده از همسایگی ۴۶
۲-۲-۲-۲- روشهای مبتنی بر همسایگیهای مکانی(کدینگ مکانی) ۴۸
۲-۲-۲-۲-۱- کدینگهای غیر متعارف (ابتکاری) ۴۸
۲-۲-۲-۲-۲- کدینگ بر اساس دنباله De_Bruijn 50
2-2-2-2-3- کدینگ بر اساس منطق M-Arrays52
2-2-2-3- کدینگ مستقیم ۵۴
۲-۳- نتیجه گیری۵۵
فصل سوم :پیاده سازی کدینگ و پردازش تصویر
۳-۱- مقدمه ۵۷
۳-۲- تولید کلمه های رمز با استفاده از دنباله De_Bruijn 59
3-3- تابش الگو و عکسبرداری ۶۵
۳-۴- پردازش تصویر ۶۶
۳-۴-۱- دوسطحی سازی ۶۸
۳-۴-۲- تشخیص لبه ها و اسکلت بندی ۷۰
۳-۴-۳- نازک سازی ۷۴
۳-۴-۴ نقاط تقاطع ۷۵
۳-۴-۵- شناسایی خطوط ۷۸
۳-۵- نتیجه گیری ۸۲
فصل چهارم :
شناسایی رنگ و حل مسئله تطابق و بازسازی سه بعدی
۴-۱- مقدمه ۸۴
۴-۲- شبکه عصبی و شناسایی رنگ ۸۶
۴-۲-۱- مسئله تغییر رنگ ۸۷
۴-۳- طراحی شبکه عصبی ۸۸
۴-۴- مسئله تطابق۹۳
۴-۵- بازسازی سه بعدی ۹۹
۴-۶- بررسی خطاهای موجود ۱۰۳
۴-۶-۱- تغییر رنگ و خروجی غیر قطعی شبکه ۱۰۳
۴-۶-۲- ناپیوستگی های تصویر رنگی ۱۰۳
۴-۶-۳-خطای همپوشانی ۱۰۴
۴-۷- نتیجه گیری۱۰۵
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات
۵-۱ مقدمه ۱۰۷
۵-۲- انتخاب روش و پیاده سازی ۱۰۸
۵-۳- پیشنهادات ۱۰۸
پیوست الف : نرم افزار تهیه شده ۱۱۱
پیوست ب : مثلث بندی ۱۲۲
مراجع ۱۳۰

چکیده :

هدف از این پروژه استخراج پروفایل سه بعدی اجسام به استفاده از روش نور ساختار یافته ااست.    

با توجه به بررسی های انجام شده نور ساختار یافته دارای مزایای ویژه ای می باشد . برای مثال سیستمهای مبتنی بر اُپتیک معمولا دارای هزینه پایین تری هستند . همچنین سیستم های بینایی استرﻳو ( شامل دو دوربین ) یا استریو فتو گرامتری برای سنجش برد کوتاه دارای کاربردهای زیادی می باشد . اما این سیستم در اندازه گیری فواصل کوتاه دارای نواقص و مشکلات مربوط به خود است . این مطلب باعث شده روشهای نور ساختار یافته در فواصل کوتاه بیشتر مورد توجه قرار گیرد . وجود کدینگ در نور ساختار یافته و کاربرد آن در تناظر یابی باعث بالاتر رفتن ضریب اطمینان می شود . برای راه اندازی این سیستم نیاز به یک پروژکتور LCD و یک دوربین تصویر برداری است که با توجه به الگو از آن می توان برای بازسازی اجسام متحرک نیز استفاده کرد . در این میان نقش اساسی را الگوریتم و نرم افزار نوشته شده برای پردازش ها و اندازه گیریها برعهده دارد . مراحل کاری این سیستم در فلوچارت به صورت کلی آورده شده است .

این سیستم دارای کاربردهای فراوانی در استخراج مدل سه بعدی اجسامی از قبیل آثار هنری ، ایجاد مدل کامپیوتری از عروسکها و مجسمه ها در کاربردهای انیمیشن سازی دارد . همچنین دارای کاربردهای قابل تطبیق، در سیستم های پزشکی و برخی مسائل صنعتی مانند مهندسی معکوس نیز می باشد .

هدف از این پروژه استخراج پروفایل سه بعدی اجسام به استفاده از روش نور ساختار یافته ااست.    

با توجه به بررسی های انجام شده نور ساختار یافته دارای مزایای ویژه ای می باشد . برای مثال سیستمهای مبتنی بر اُپتیک معمولا دارای هزینه پایین تری هستند . همچنین سیستم های بینایی استرﻳو ( شامل دو دوربین ) یا استریو فتو گرامتری برای سنجش برد کوتاه دارای کاربردهای زیادی می باشد . اما این سیستم در اندازه گیری فواصل کوتاه دارای نواقص و مشکلات مربوط به خود است . این مطلب باعث شده روشهای نور ساختار یافته در فواصل کوتاه بیشتر مورد توجه قرار گیرد . وجود کدینگ در نور ساختار یافته و کاربرد آن در تناظر یابی باعث بالاتر رفتن ضریب اطمینان می شود . برای راه اندازی این سیستم نیاز به یک پروژکتور LCD و یک دوربین تصویر برداری است که با توجه به الگو از آن می توان برای بازسازی اجسام متحرک نیز استفاده کرد . در این میان نقش اساسی را الگوریتم و نرم افزار نوشته شده برای پردازش ها و اندازه گیریها برعهده دارد . مراحل کاری این سیستم در فلوچارت به صورت کلی آورده شده است .

این سیستم دارای کاربردهای فراوانی در استخراج مدل سه بعدی اجسامی از قبیل آثار هنری ، ایجاد مدل کامپیوتری از عروسکها و مجسمه ها در کاربردهای انیمیشن سازی دارد . همچنین دارای کاربردهای قابل تطبیق، در سیستم های پزشکی و برخی مسائل صنعتی مانند مهندسی معکوس نیز می باشد .

روشهای مختلفی برای استخراج پروفایل سه بعدی اجسام وجود دارند . این روشها را می توان از لحاظ نحوه کار به دو دسته کلی غیرفعال و فعال تقسیم بندی کرد .بر خلاف روشهای غیرفعال که بر هم کنش و تغییری روی شکل انجام نمی دهند ، روشهای فعال یا با موضوع ارتباط تماسی بر قرار می کنند و یا بعضی از انواع خاص نور را روی آن تصویر می کنند ( روش نور ساختار یافته).

     بینایی سه بعدی همواره از موضوعات اساسی و مهم در بینایی ماشین بوده است . این اهمیت به دلیل کاربردهای بسیار مهم و متنوع آن است . کاربردهای مختلف این شاخه بینایی ماشین در اندازه گیری ابعاد یک جسم ، مهندسی معکوس ، کنترل کیفیت محصولات خروجی کارخانه ، شناسایی اشیاء[1] ، تهیه نقشه سه بعدی ، انیمیشن کامپیوتری ، کاربردهای پزشکی و بسیاری کاربردهای دیگر است .

   با توجه به کاربردهای مختلف اندازه گیری سه بعدی ، همواره سیستمهای مختلفی با توجه به نیازهای گوناگون پیاده سازی شده اند . اما در این میان استریو فتو گرامتری از مهمترین و عمده ترین روشها بوده است که در بسیاری از اوقات در بینایی سه بعدی به کار گرفته شده است . اما در دهه های اخیر استفاده از نور ساختار یافته رواج پیدا کرده است . در این فصل به مروری بر روشهای اسکن سه بعدی و کاربردها و اهمیت بازسازی شکل سه بعدی جسم می پردازیم .

1-2-روشهای غیر فعال استخرج پروفایل سه بعدی

استفاده از روشهای غیر فعال در بینایی سه بعدی از مدتها بر روی چندین تصویر دیجیتالی معمول بوده است . از جمله این روشها می توان به مثلث بندی دوتایی برای تصاویر جفت ، سایه اندازی[2] و حرکت یا بافت[3] اشاره کرد .

در ادامه روش بینایی استریو که یکی از پرکاربردترین روشهای غیر فعال است ، توضیح داده می شود . سپس به تشریح روشهای فعال می پردازیم .

1-2-1-روش استریو فتوگرامتری

درسیستم استریوفتوگرامتری یا بینایی سه بعدی از دو دوربین برای بدست آوردن اطلاعات سه بعدی استفاده می شود . این سیستم شبیه بینایی دو چشمی است که در بینایی انسان استفاده می شود . این سیستم در شکل 1-1 نشان داده شده است . مهمترین مسئله در این روش ، مسئله تطابق است . در این فرایند برای اطمینان از تمرکز دو دوربین در یک نقطه بایستی بین دو دوربین تطابق پیدا کرد .این کار را می توان با استفاده از اطلاعات موجود در باره موضوع و یا استفاده از نقاط مبنا نظیر دیودهای منتشر کننده نور در میدان دوربینها انجام داد . برای مثال فرض کنید دو دوربین بر روی نقطه P تمرکز کرده با شند ، با داشتن فاصله بین دو دوربین D و فاصله کانونی دوربینها می توان L1 و L2 را محاسبه کرد [4].

و...

NikoFile