دانلود مقاله بينايی سه بعدی با استفاده از نور ساختار يافته با الگوی رنگی

هدف از اين پروژه استخراج پروفايل سه بعدي اجسام به استفاده از روش نور ساختار يافته ااست. با توجه به بررسي هاي انجام شده نور ساختار يافته داراي مزاياي ويژه اي مي باشد . براي مثال  سيستمهاي مبتني بر اُپتيک معمولا داراي هزينه پايين تري هستند . همچنين سيستم هاي بينايي استرﻳو… پیشنهاد می کنیم ادامه این مطلب مفید و ارزشمند را در مقاله بينايی سه بعدی با استفاده از نور ساختار يافته با الگوی رنگی دنبال نمایید. این فایل شامل 134 صفحه و در قالب word ارائه شده است.

مشخصات فایل بينايی سه بعدی با استفاده از نور ساختار يافته با الگوی رنگی

عنوان: بينايی سه بعدی با استفاده از نور ساختار يافته با الگوی رنگی
فرمت فایل : word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 134
حجم فایل : 2,34 مگابایت

بخشی از  مقاله بينايی سه بعدی با استفاده از نور ساختار يافته با الگوی رنگی را در ادامه مشاهده خواهید نمود.

فصل اول :

تئوري نور ساختار يافته و کاربردهاي بينايي سه بعدي

1-1-مقدمه :

روشهاي مختلفي براي استخراج پروفايل سه بعدي اجسام وجود دارند . اين روشها را مي توان از لحاظ نحوه کار به دو دسته کلي غيرفعال و فعال تقسيم بندي کرد .بر خلاف روشهاي غيرفعال که بر هم کنش و تغييري روي شکل انجام نمي دهند ، روشهاي فعال يا با موضوع ارتباط تماسي بر قرار مي کنند و يا بعضي از انواع خاص نور را روي آن تصوير مي کنند ( روش نور ساختار يافته).

     بينايي سه بعدي همواره از موضوعات اساسي و مهم در بينايي ماشين  بوده است . اين اهميت به دليل کاربردهاي بسيار مهم و متنوع آن است . کاربردهاي مختلف اين شاخه بينايي ماشين در اندازه گيري ابعاد يک جسم ، مهندسي معکوس ، کنترل کيفيت محصولات خروجي کارخانه ، شناسايي اشياء[1] ، تهيه  نقشه سه بعدي ، انيميشن کامپيوتري ، کاربردهاي پزشکي و بسياري کاربردهاي ديگر است .

    با توجه به کاربردهاي مختلف اندازه گيري سه بعدي ، همواره سيستمهاي مختلفي با توجه به نيازهاي گوناگون پياده سازي شده اند . اما در اين ميان استريو فتو گرامتري از مهمترين و عمده ترين روشها بوده است که در بسياري از اوقات در بينايي سه بعدي به کار گرفته شده است . اما در دهه هاي اخير استفاده از نور ساختار يافته رواج پيدا کرده است . در اين فصل به مروري بر روشهاي اسکن سه بعدي و کاربردها و اهميت بازسازي شکل سه بعدي جسم مي پردازيم .

1-2-روشهاي غير فعال استخرج پروفايل سه بعدي

استفاده از روشهاي غير فعال در بينايي سه بعدي از مدتها بر روي چندين تصوير ديجيتالي معمول بوده است . از جمله اين روشها مي توان به مثلث بندي دوتايي براي تصاوير جفت ، سايه اندازي[2] و حرکت يا بافت[3] اشاره کرد .

در ادامه روش بينايي استريو که يکي از پرکاربردترين روشهاي غير فعال است ، توضيح داده مي شود . سپس به تشريح روشهاي فعال مي پردازيم .

1-2-1-روش استريو فتوگرامتري

درسيستم استريوفتوگرامتري يا بينايي سه بعدي از دو دوربين براي بدست آوردن اطلاعات سه بعدي استفاده مي شود . اين سيستم شبيه بينايي دو چشمي است که در بينايي انسان استفاده مي شود . اين سيستم در شکل 1-1 نشان داده شده است . مهمترين مسئله در اين روش ، مسئله تطابق است . در اين فرايند براي اطمينان از تمرکز دو دوربين در يک نقطه بايستي بين دو دوربين تطابق پيدا کرد  .اين کار را مي توان با استفاده از اطلاعات موجود در باره موضوع و يا استفاده از نقاط مبنا نظير ديودهاي منتشر کننده نور در ميدان دوربينها انجام داد . براي مثال فرض کنيد دو دوربين بر روي نقطه P تمرکز کرده با شند ، با داشتن فاصله بين دو دوربين D و فاصله کانوني دوربينها مي توان L1 و L2 را محاسبه کرد [4].

شکل 1-1 : ساختار سيستم استريوفتوگرامتري

در اين روش داشتن جهت دقيق دوربينها و مقدار اعوجاج ها  ضروري است  .اين اطلاعات را مي توان با استفاده از نقاط کنترل در فضاي کنترل در فضاي تصوير برداري و تکنيک حداقل مربعات بدست آورد[4]  .

گروههاي متعددي براي تصوير برداري از صورت انسان از اين روش استفاده کرده اند . با اين روش مي توان تغييرات صورت انسان را اندازه گيري کرد که در  جراحي بيني و جراحيهاي مختلف صورت کاربرد دارد[5]  .

در مقابل اين روش ، تکنيک نور ساختار يافته است که در دسته بندي روشهاي فعال قرار دارد که مبتني بر تابش يک الگو بر روي شي در حال آزمايش و تصوير برداري از آن مي باشد . در ادامه فصل اين تکنيک در بخش روشهاي فعال  بررسي شده است .

1-3-روش هاي فعال استخراج شکل سه بعدي

جهت سنجش يک سطح به روشهاي فعال دو انتخاب وجود دارد . يک راه حل استفاده ازسنسورهاي تماسي و ديگري  استفاده از روشهاي غير تماسي است . شکل 1-2 طبقه بندي روشهاي مختلف بدست آوردن شکل سه بعدي را نشان مي دهد .

1-3-1- استخراج فعال شکل با استفاده از تماس مستقيم

سنسورهاي تماسي نوعاً پروبهاي تماسي هستند که شامل بازوهاي متصل به آنها مي باشند که به يک اشاره گر باريک وصل مي شوند . زواياي بازوها و طول آنها ، موقعيت اشاره گر را درتمام زمانها مشخص مي کند . همچنين با تماس اشاره گر بر روي سطح جسم ، موقعيت و مکان آن ثبت     مي شود .

سنسورهاي تماسي در دقت هاي مختلف و قيمت هاي گوناگون موجود هستند . ماشينهاي اندازه گير CMM بسيار گران و دقيق هستند و به عنوان ابزار استاندارد جهت دقيق کردن اندازه گيريهاي قالب قطعات در کارخانه ها مورد استفاده قرار مي گيردند کاربرد ديگر آن در مهندسي معکوس مي باشد . اشکالات اساسي سنسورهاي تماسي عبارتند از :

1. بهاي بالاي آنها .
2. براي بکارگيري[1] در موقعيت هاي مختلف انعطاف پذير نيستند .

• معمولاً به يک اپراتور انساني احتياج دارند .

1. بدليل لزوم تماس با شي ، براي اشيا و قطعات شکننده و يا در مواردي که دسترسي مستقيم از نزديک به آنها امکان پذير نيست ، مطلوب نمي باشد .

1-3-2- استخراج فعال شکل با استفاده از سنسور غير تماسي

 در روشهاي فعال غير تماسي دو رهيافت وجود دارد . معمولاً امواج بر روي شي تصوير شده ( يا از همان نور محيط استفاده مي شود ) . و انرژي انعکاسي از سطح جسم جذب مي شود .

1-2-3-1- روش ارسال امواج

 از تکنيکهايي که از ارسال امواج پر قدرت براي استخراج شکل استفاده مي کنند ، پرتو نگاري کامپيوتري صنعتي[2] است . پرتو نگاري کامپيوتري صنعتي (CT) روشي است که طي آن جسم توسط اشعه ايکس با انرژي زياد بنباران مي شود و سپس مقدار تابشي که از طريق شي در طول خطوط مختلف ابزار نشانه روي مي گذرد ، اندازه گيري مي شود . بعد از بازسازي تکه اي ، به روش تصوير فوريه يا به روش تصوير از پشت ، توصيف حجمي خيلي دقيقي از چگالي فضاي داخلي و اطراف شي بدست مي آيد . اين توصيف حجمي براي بازسازي سه بعدي مناسب است0

موارد زير از جمله مزاياي پرتونگاري کامپيوتري صنعتي (Tomography) نسبت به روشهاي انعکاسي است :

1. اين روش به خصوصيات انعکاسي سطح تا حد زيادي غير حساس است .
2. اين روش مي تواند اطلاعات مربوط به داخل جسم و. حفره هاي آن را که از داخل قابل مشاهده نيست ، نشان دهد .

در مقابل مزاياي فوق اسکنرهاي CT ( پرتونگاري کامپيوتري صنعتي ) معايبي نيز دارند که موارد زير از آن جمله هستند :

1. بهاي بالايي دارند .
2. اختلاف زياد در چگالي مواد ، دقت آنها را کاهش مي دهد .

• به دليل استفاده از فلزات راديواکتيو در اين اسکنرها ، آنها بالقوه خطرناک هستند .

1-3-2-2- روش هاي انعکاسي

به غير از پرتونگاري کامپيوتري صنعتي روشهاي ديگري نيز هستند که از روشهاي انعکاسي به صورت فعال براي استخراج ابعاد جسم استفاده مي کنند که به دو دسته تقسيم مي شوند . اسکنرهاي مبتني بر روشهاي غير اپتيکي و اسکنرهاي بر اساس روشهاي اپتيکي .

1-3-2-2-1- رهيافتهاي غير اپتيکي در روشهاي انعکاسي

رهيافتهاي غير اپتيکي شامل دستگاه رادار مايکروويو و دستگاه کاشف  زير دريايي مي باشند که با اندازه گيري زمان رفت و برگشت يک پالس در حين برخورد به جسم و بازگشت آن ، فاصله تا جسم محاسبه مي شود . در همين ارتباط مي توان از امواج انرژي پيوسته مدوله شده فرکانسي يا دامنه همراه با آشکار سازهاي شيفت فاز يا فرکانس استفاده کرد . از جمله آنها مي توان سنسورهاي فاصله Sonar را نام برد که ارزان هستند اما خيلي دقيق نيستند و سرعت جمع آوري اطلاعات در آنها نيز پايين است .

1-3-2-2-2- رهيافتهاي اپتيکي در روشهاي انعکاسي

در کنار رهيافتهاي غير اپتيکي در روشهاي انعکاسي ، رهيافتهاي اپتيکي وجود دارند که در آنها الگوي خاصي از نور ساختاريافته بر روي جسم تصوير مي شود و با اندازه گيري اعوجاجات موجود در تصوير جسم ، شکل و قالب جسم بدست مي آيد . بر خلاف روشهاي غير اپتيکي و غير فعال ، فاصله يابهاي اپتيکي و فعال متعددي وجود دارند که مي توانند فاصله از سطح جسم را با دقت و سريع انجام دهند . به رقم اطمينان بالا و قيمت ارزان آنها ،  اين فاصله يابهاي اپتيکي محدوديت اندازه گيري قسمتهاي قابل مشاهده از بيرون سطح را دارند و نمي توانند از حفره هاي داخلي و درون جسم اطلاعاتي به ما بدهند .

از روشهاي اپتيکي فعال مي توان رادار تصويربرداري ، اينتر فرومتري ، استريوي فعال (شامل راستراستريو فتوگرامتري) و مثلث بندي نام برد .

1-3-2-2-2-1- رادار تصوير برداري[3]

رادار تصوير برداري (IR) ، از جمله رادارهاي اپتيکي مي باشد که مشابه رادار مايکرويو است و در فرکانسهاي نوري کار مي کند . اختلاف آن با رادارهاي مايکروويو آن است که برد رادارهاي اپتيکي کوتاه است و در فاصله هاي کم استفاده مي شود ولي رادارهاي مايکرويو جهت سنس از راه دور و فواصل زياد استفاده مي شوند .

فهرست مطالب مقاله بينايی سه بعدی با استفاده از نور ساختار يافته با الگوی رنگی, در ادامه قابل مشاهده می باشد.

• چکيده
• فصل اول : تئوري نور ساختار يافته و کاربردهاي بينايي سه بعدي
• 1-1- مقدمه 17
• 1-2- روشهاي غير فعال بينايي سه بعدي 18
• 1-2-1- روش استريوفتوگرامتري 18
• 1-3- روشهاي فعال بينايي سه بعدي 19
• 1-3-1- بکار گيري سنسور تماسي دربينايي سه بعدي 21
• 1-3-2- بکار گيري سنسور غير تماسي دربينايي سه بعدي 22
• 1-3-2-1- روش ارسال امواج 22
• 1-3-2-2- روش هاي انعکاسي23
• 1-3-2-2-1- رهيافتهاي غير اپتيکي در روشهاي انعکاسي 23
• 1-3-2-2-2- رهيافتهاي اپتيکي در روشهاي انعکاسي 23
• 1-3-2-2-2-1 رادار تصوير برداري24
• 1-3-2-2-2-2- روشهاي اينترفرومتريک 26
• 1-3-2-2-2-3- استخراج عمق از طريق تمرکز بر روش فعال 27
• 1-3-2-2-2-4- استريوي فعال 28
• 1-3-2-2-2-5- راستراستريوفتوگرامتري  28
• 1-3-2-2-2-6- سيستم مجتمع تصوير برداري  29
• 1-3-2-2-2-7- تکنيک نور ساختار 30
• 1-4- مقايسه روشها وتکنيکها و کاربردهاي آنها 32
• 1-5- نتيجه گيري 35
•   فصل دوم : روشهاي مختلف کدينگ الگو
• 2-1- مقدمه 37
• 2-2- روشهاي طبقه بندي کدينگ الگوهاي نوري  38
• 2-2-1- الگوهاي نوري از ديدگاه درجات رنگي 39
• 2-2-2- الگوهاي نوري از ديدگاه منطق کدينگ40
• 2-2-2-1- روشهاي مبتني بر الگوهاي چند زمانه (کدينگ زماني) 42
• 2-2-2-1-1- کدينگهاي باينري42
• 2-2-2-1-2-  کدينگ با استفاده از مفهوم n-ary    44
• 2-2-2-1-3-  کدينگ با استفاده از مفهوم انتقال مکاني45
• 2-2-2-1-4-  کدينگ با استفاده از همسايگي46
• 2-2-2-2- روشهاي مبتني بر همسايگيهاي مکاني(کدينگ مکاني) 48
• 2-2-2-2-1- کدينگهاي غير متعارف (ابتکاري) 48
• 2-2-2-2-2- کدينگ بر اساس دنباله De_Bruijn    50
• 2-2-2-2-3- کدينگ بر اساس منطق M-Arrays   52
• 2-2-2-3- کدينگ مستقيم 54
• 2-3- نتيجه گيري55
• فصل سوم :پياده سازي کدينگ و پردازش تصوير
• 3-1- مقدمه 57
• 3-2- توليد کلمه هاي رمز با استفاده از دنباله De_Bruijn. 59
• 3-3-  تابش الگو و عکسبرداري65
• 3-4- پردازش تصوير 66
• 3-4-1- دوسطحي سازي 68
• 3-4-2- تشخيص لبه ها و اسکلت بندي  70
• 3-4-3- نازک سازي 74
• 3-4-4 نقاط تقاطع   . 75
• 3-4-5- شناسايي خطوط    78
• 3-5- نتيجه گيري   82
• فصل چهارم :
•  شناسايي رنگ و حل مسئله تطابق و بازسازي سه بعدي
• 4-1- مقدمه 84
• 4-2- شبکه عصبي و شناسايي رنگ86
• 4-2-1- مسئله تغيير رنگ  87
• 4-3- طراحي شبکه عصبي 88
• 4-4- مسئله تطابق  93
• 4-5- بازسازي سه بعدي  99
• 4-6- بررسي خطاهاي موجود103
• 4-6-1- تغيير رنگ و خروجي غير قطعي شبکه103
• 4-6-2- ناپيوستگي هاي تصوير رنگي103
• 4-6-3-خطاي همپوشاني104
• 4-7- نتيجه گيري    105
• فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات
• 5-1 مقدمه 107
• 5-2- انتخاب روش و پياده سازي 108
• 5-3- پيشنهادات 108
• پيوست الف : نرم افزار تهيه شده 111
• پيوست  ب : مثلث بندي  122
• مراجع

در صورت تمایل شما می توانید مقاله بينايی سه بعدی با استفاده از نور ساختار يافته با الگوی رنگی را به قیمت 29900 تومان از سایت فراپروژه دانلود نمایید. اگر در هر کدام از مراحل خرید یا دانلود با سوال یا ابهامی مواجه شدید می توانید از طریق آدرس contact-us@faraproje.ir و یا ارسال پیامک به شماره: 09382333070 با ما در تماس باشید. با اطمینان از وب سایت فراپروژه خرید کنید، زیرا پشتیبانی سایت همیشه همراه شماست.