基于视觉的车道线识别算法研究毕业论文
毕业设计
基于视觉的车道线识别算法研究
Research on Algorithms of Vision-based
Lane Recognition
毕业设计任务书
题目基于视觉的车道线识别算法研究
学生姓名学号班级专业自动化
承担指导任务单位电气与电子工程
分院
导师
姓名
导师
职称
讲师
一、主要内容
利用MATLAB对车道线识别算法进行仿真研究，并从仿真的结果中，提出具有一定实时性和鲁棒性的识别算法。
二、基本要求
1、研究车道线识别中的几种算法；
2、软件编程，找出最优的算法；
3、算法具有一定的实时性、鲁棒性。
三、主要研究方法
1、车道图像预处理算法，如灰度化，滤波。
2、正确获取车道线像素的区域生长法。
3、基于模型假设的车道线提取算法。
四、应收集的资料及参考文献
1、MATLAB图形图像处理、图像分析，数字图像处理等书籍.
2、道路识别算法相关的网上资料。
五、进度计划
1、第1周—第3周收集资料，完成开题报告；
2、第4周—第8周初步确定算法；
3、第9周—第13周软件编程，MA TLAB调试仿真，完成论文；
4、第14周—第15周整理论文，准备答辩。
教研室主任签字时间2009年2月16日
毕业设计开题报告
题目基于视觉的车道线识别算法研究
学生姓名学号班级专业自动化
一、本课题的研究背景、国内外研究现状
随着城市化的发展和汽车的普及，交通环境日趋恶劣，交通拥挤加剧，交通事故频发，交通问题已经成为全球范围内人们普遍关注的社会问题。基于21世纪信息和计算机技术的高速发展，对待道路交通问题上，人们越来越倾向于依靠高科技寻求解决之路，世界各国都竞相开展智能车路系统和智能交通系统。随之，智能车辆导航的概念应运而生。在车辆视觉导航系统中最为关键的技术就是计算机视觉，计算机视觉的主要任务是完成道路的识别和跟踪。国内外许多学者对视觉导航进行了研究，有试图用双目或多目视觉完成导航任务，但面临的最大难点是不能较好的解决多目视觉系统的匹配问题且设备的成本较高；也有致力于单视目视觉技术的研究，但其方法缺少实时性；有尝试用三维重建的方法识别车道线，但由于其算法复杂度高难以满足实时性的要求。提高算法实时性和鲁棒性是目前急需解决的问题。
二、主要工作和所采用的方法、手段
根据对车道线识别算法的要求，研究几种算法的实时性和鲁棒性，并且用软件编程，仿真算法在道路图像中的检测效果，在众多算法的研究中，提出具有一定实时性和鲁棒性的识别算法。并用语言实现该算法，得到仿真结果。
在算法选定中，通过对比实验仿真的结果，可以看出用彩色通道提取法灰度化道路图像更能增强车道标记线的白色部分，融合沥青路面区域信息和车道线边缘信息获取车道线像素点，具有克服虚假边界的优点。最后，通过简化车道线模型，提出直线型车道线模型假设，并用hough变换及其改进算法和中值截距法提取车道线，分别通过MA TLAB仿真得到实验结果。
三、预期达到的结果
通过对算法的研究,预期提出的最优算法在结构化道路的情况下能够检测出车道线，同时具有一定的实时性和鲁棒性。
指导教师签字时间2009年3月10日
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：
指导教师签名：日期：
使用授权说明
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作者签名：日期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日
学位论文版权使用授权书
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
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3）中文摘要（300字左右）、关键词
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7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
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5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它
摘要
目前，许多国家有计划地开展了视觉导航系统的研究，其中道路检测是视觉导航系统的重要组成部分,检测的精度直接关系到智能车辆行驶的安全性，因此备受关注。本设计研究基于视觉的道路识别算法。首先分析了已有的图像预处理算法，并根据本设计中图像处理的具体要求，选取了合适的图像预处理算法。提出对获得的彩色图像，采用彩色通道提取法使其灰度化更能增强车道标记线的白色部分；根据车道线倾斜的特征，自定义差分模板处理灰度化后的图像，得到车道线的边缘；为了提高道路识别的实时性和抗干扰能力，论文提出了区域生长法，选取合适的种子点生长出路面区域。然后，根据边缘和区域信息所表示的道路边界线，应该在空间上占据相同或相近的位置，论文提出用融合边缘和路面区域两种信息获取车道线像素点。在获取车道线像素点后，论文采用直线道路模型假设作为约束条件，分别用hough变换及其改进算法和中值截距算法提取车道线，并用MATLAB对算法进行了仿真，得出了改进后的hough变换在车道线检测上具有较好的实时性和鲁棒性的结论。
关键词：图像预处理彩色通道提取区域生长改进的hough变换
Abstract
Recent the research on Visual navigation systems have been developed in many countries. And a lane-detection system is an important component of many visual navigation systems. There has been active research on the lane-detection, because it closely relates to the safety of intelligent vehicles. In this thesis, the road positioning algorithms based on image are researched. At first, the current algorithms of image preprocessing are analyzed. By the specific requirements of the image processing in this thesis, the appropriate algorithm is chosen. For example, in order to get a greylevel image from a colour one, we introduced a method called getting from multicolor channel. As the result, the white line on the road image can be intensified stronger than the other ways. Then given the features of road line, a difference cyclostyle is defined to extract the edge. At the same, in order to improve the real-time performance of roads and anti-jamming capability, regional growth ways is introduced, through it we can chose a proper seed to get a regional road image. Then edge extraction and integration of regional growth way is used to identify the road edge according to marginal and regional information should occupy space in the same or similar position. After getting the road line points, straight road model is considered as the constraints and three algorithms, such as hough transform, improved hough transform algorithm and median of the intercepts algorithm, are established for linear feature extraction. Then there is a comparsion between their advantages and disadvantages by using MATLAB. Finally, a conclusion is drawed that the improved hough transform algorithm can improve the real-time performance of roads better and its robust is also prior to them.
Key words: Image preprocessing Getting from multicolor channel Regional growth way Improved hough transform
目录
第1章绪论 (1)
1.1课题研究的背景和意义 (1)
1.2国内外研究现状 (2)
1.3论文的研究内容 (2)
第2章单目视觉系统 (4)
2.1引言 (4)
2.2单目视觉导航系统成像模型 (4)
2.3本章小结 (6)
第3章道路图像预处理 (7)
3.1引言 (7)
3.2道路图像灰度化 (7)
3.2.1 常用的灰度化方法 (7)
3.2.2 彩色通道提取灰度化 (9)
3.3图像灰度变换 (10)
3.3.1 图像灰度线性变换 (11)
3.3.2 图像灰度非线性变换 (11)
3.3.3 基于直方图的灰度变换 (12)
3.4图像滤波 (14)
3.4.1 线性平滑滤波 (14)
3.4.2 非线性平滑滤波 (15)
3.5图像边缘增强 (17)
3.5.1 图像的梯度和边缘检测算子 (17)
3.5.2 自定义差分算子 (20)
3.5.3 加入噪声图像检测实验 (21)
3.6本章小结 (22)
第4章道路边缘的识别 (24)
4.1引言 (24)
4.2道路检测方法简介 (24)
4.3边缘与区域相结合的道路检测方法 (25)
4.3.1 区域生长法的基本概念 (25)
4.3.2 融合两种信息提取的仿真实验 (28)
4.4基于模型的道路识别 (29)
4.4.1 道路模型假设 (29)
4.4.2 道路图像特征直线提取 (30)
4.4.2.1 传统霍夫变换提取直线 (30)
4.4.2.2 随机霍夫变换提取直线 (32)
4.4.2.3 中值截距法提取车道线 (34)
4.5算法比较 (36)
4.6随机霍夫变换提取直线的检验 (37)
4.7本章小结 (43)
第5章结论和展望 (44)
参考文献 (45)
致谢 (46)
附录 (47)
第1章绪论
1.1 课题研究的背景和意义
随着城市化的发展和汽车的普及，交通环境日趋恶劣，交通拥挤加剧，交通事故频发，交通问题已经成为全球范围内人们普遍关注的社会问题。近年来，为解决交通问题世界各国都竞相开展智能车路系统和智能交通系统等领域的研究。智能系统的发展为改善交通环境状况，提高车辆行驶的安全性与可靠性，减少驾驶员人为因素造成的交通事故等开辟了广阔的前景。随之，智能车辆导航(Intelligent Vehicle Guidance)的概念应运而生。基于视觉的智能车辆导航可追溯到19世纪70年代初期的移动机器人研究，但由于当时的硬件水平还比较低，而图像处理的计算量非常大，研究者的精力也就过多地耗费在硬件平台的设计、实现和测试上。但随着计算机硬件水平的飞速发展，该问题得到了很好的解决。在智能车辆导航诸多复杂且具有挑战性的任务中，最受重视之一的是基于视觉的道路检测问题。
从理论上分析，在道路检测中，要获得道路环境的三维信息，需要采用双目或多目立体视觉系统[1]。但是，双目或多目立体视觉系统在实际应用中所需计算量很大，而且双目或多目立体视觉系统在视觉匹配问题上很难解决，而智能车辆在较高速度下的图像处理速度比一般情况下要高，目前的微处理器计算能力还不能完全满足其实时性的要求，所以目前双目或多目立体视觉系统还不适合在较高速度下智能车辆视觉导航中应用。当前，智能车辆视觉系统主要是获取道路平面的二维路径信息，而道路中的其它车辆和障碍物信息可以通过视觉系统、激光雷达测距仪及避障传感器系统进行信息融合得到。这就极大的提高了信息获取的可靠性，所以单目视觉系统仍然能够满足较高速度情况下视觉导航的要求。实际上，世界范围内大多数智能车辆视觉导航系统都采用单目视觉来获取道路环境信息。在单目或多目视觉导航系统中最为关键的技术就是计算机视觉。计算机视觉的主要任务是完成道路的识别和跟踪，对于信息采集处理的实时性、行驶过程控制的鲁棒性以及自主运行决策的可行性都有很高的要求。这些要求就使所设计的系统必须在理论算法上给予强大的支持，针对计算机视觉部分就是要有实时高效的图像处理算法。
对基于视觉的车道线识别研究意义在于能实现智能车辆乃至机器人的自主导航，提高驾驶的安全性，改善交通环境和驾驶的舒适性。识别技术用于车辆的路径偏离预警系统，大部分由于车辆偏离车道造成的事故可以避免。用于驾驶员预警系统同样具有重要意义。其次，识别技术可以用来提高智能巡航控制中跟踪引导车辆
的精度。最后，识别技术可广泛应用于公路、码头、仓库等的自动运输系统中，实现车辆运输的自动化。
1.2 国内外研究现状
目前为止，国内外智能车辆无一例外地使用机器视觉作为其重要的感知方式，基于计算机视觉系统的导航技术具有价格低廉、结构简单、方便与其他传感器进行数据融合等优点，所以利用机器视觉识别公路上的车道线实现自主导航是现阶段智能车辆常用的方法。该方法己经被实际系统证明是最有效的外部环境感知方式，道路的识别是视觉导航的关键技术，因其较大的复杂性和挑战性而备受关注。
一部分学者致力于用多目视觉技术来解决这个问题。德国学者利用立体视觉方法来提高系统的鲁棒性，可是，多目视觉中存在一个无法回避的难题是图像匹配的实时性问题。日本通过当前图像与参考图像之间像素的迅速匹配，解决了巨大运算量的实时处理的困难。与此同时，许多学者试图用单目技术来实现道路检测，而且目前也已经取得了丰富的成果。其中法国学者提出一种视觉方法，仅利用一台摄像机得到路面的信息，就能够正确地跟踪有路标和无路标情况下的道路。该方法从图像中提取出道路的边缘特征，定位机器所在车道的位置，再采用车道的统计模型进行精确匹配，结果较为准确。美国也采用单目摄像机，通过图像序列测取道路环境的信息。
目前基于视觉导航的智能车辆[2]中比较有成效的是：美国Carnegie Mellon University研制的Navlab系列智能车，可识别和跟踪S形曲线和道路行车线，平均速度达到88.5km/h；日本丰田公司1993年研制的智能车，安装了2/3英寸CCD镜头，普通高速公路上的实验车速为60km/h；德国的UBM大学研制了装有4个彩色CCD构成双目视觉系统跟踪车道白线、避障和自动超车；法国帕斯卡大学与雪铁龙技术中心合作研究的Peugeot智能车，能判别引导线是否漏检或丢失，车速达130km/h；清华大学研制的THMR智能车辆系统集成了二维彩色摄像机、GPS、超声等传感器，系统可完成白线跟踪、路标识别、道路识别等任务；吉林大学智能车辆课题组研制的视觉导航的智能车辆实现了对路面铺设的条带状路标的视觉识别以及车辆自主导航的功能。
1.3 论文的研究内容
当智能车辆在公路高速行驶，视觉系统作为最重要的感知手段之一时，图像在识别外界信息中扮演着重要角色，如何通过图像提取车道线，目前有许多算法，例
如像素扫描、模板匹配、霍夫变换和边缘跟踪等常用的车道线边缘像素提取方法，其中像素扫描是普遍采用的一种提取方法，具有灵活、高效、抗干扰能力强的特点。
在研究不同的算法在道路图像的应用过程中，图像的预处理至关重要。首先对一些图像的预处理算法，如图像灰度化、图像滤波、图像边缘增强等，用MATLAB 进行仿真，比较它们的处理结果。因为不同的预处理方法影响检测的实时性和正确性，其中为了更多的利用彩色图像提供的车道标记线和沥青路面色彩的信息，本设计用彩色通道提取法得到灰度化图像。由于实际情况复杂多变，如遇到雨、雪天气，因此加入椒盐噪声模拟实际情况，并用各种常用的滤波模板处理图像。从处理后图像再现清晰度的效果中，选出最优的滤波方法。一般获得的道路图像中包含的信息都有车道线和路面两种信息，而由于车道线作为图像中的一种边缘，根据边缘的属性，可以用差分算子将边缘检测出来。通过对常见的差分检测算子和自定义的差分算子比较，可以看出后者更能增强车道线标记部分。在图像边缘增强后，不仅车道线得到了增强，许多树木、行人、车辆等也得到了增强，由此增加了许多虚假的边界。为获得更准确的车道线边界，本设计用融合边缘和区域信息的方法定位车道线，并且与自适应二值化图像比较，可以看出前者克服虚假边界的能力更强。最后，建立并提取车道线模型是最为关键的部分，本设计假设在结构化道路上，智能车辆仅采集的是前方不远处的道路图像，提出直线型车道线模型，而且该模型计算量小，在一定程度上能适应车辆在高速行驶过程中对实时性的要求。基于直线型车道线的假设，在图像中提取特征直线时，用hough变换及其改进的算法和中值截距法进行提取。通过比较，改进的hough变换——随机hough变换实时性最好，并且对其它图像进行检测，一定程度上随机hough变换的鲁棒性也符合要求。
第2章单目视觉系统
2.1 引言
为了准确识别道路环境，视觉导航系统理应获得车辆前方道路的三维信息，包括车辆与道路的位置关系和道路中障碍物信息。要正确的理解三维世界环境，理论上应该采用双目或者多目视觉系统，但从立体视觉的角度来解决环境重建问题，因为从现有的研究结果来看，直接通过对图像进行三维恢复获取环境信息有以下几个方面的困难：首先，计算量巨大。其次，匹配点寻找困难。另外，遮挡问题。例如,左右视野的部分场景不匹配、左右视野环境光的不同都使得户外环境下的基于像素的视野景物深度恢复困难重重，如今的立体视觉研究者多数简化了这些不利因素的影响。即使这样，双目或者多目视觉系统需要的计算量仍是比较大的，目前计算机的计算能力还不足以满足车辆导航系统的实时性要求，因此双目或者多目视觉系统一般用于复杂、未知环境下低速行驶的智能车辆，并且双目或者多目视觉系统也会提高系统成本。对于道路检测来说，需要获得道路方向和车辆与道路的位置关系，也没有必要一定要完全理解整个三维世界环境。目前基于视觉导航的智能车辆多采用单目视觉系统完成道路检测及跟踪，而采用多目视觉系统完成道路上的障碍物检测。当采用单目视觉系统检测道路时，由于从三维的世界环境转换到图像的二维信息，在这个转换过程中，损失了三维环境中的深度信息，而且这个过程是不可逆的。通常为了从单目视觉系统中获得道路的三维信息，对此提出了一些合理的假设，如道路平坦假设、道路边缘连续性假设、道路模型假设等。从国内外实验情况来看，采用了一些合理假设后，单目视觉系统进行道路检测是可行的。
2.2 单目视觉导航系统成像模型
为了得到图像中的像素和实际道路区域点的对应关系，必须知道二维图像信息和三维世界信息的关系模型。由于单目视觉系统损失了三维世界中的深度信息，这个过程是不可逆的，在实际应用中，根据需要作了一些假设和已知一定的信息，从而从二维图像中估计出三维的道路信息。具体的做法如下：假设车辆前方的道路是平坦的,设定摄像机的安装位置固定(安装的高度、俯视角、偏离角)，摄像机的固有参数为常数(摄像机焦距、孔径张角)。由于在道路检测的过程中，只需要得到道路延伸方向、车辆的偏移距离，并不需要将道路的三维信息完全恢复，以上的假设是
可以满足实际需要的。在摄像机成像几何模型中最常用最简单的是线性模型——针孔模型[3]。下面就摄像机成像模型进行介绍。
摄像机成像的实质是将三维道路场景信息变换成二维图像信息，这个变换可以用一个从三维空间(3D)到二维空间(2D)的映射如式(2-1)：
()),(,,,:23y x z y x R R f →→ 来表示。上述的这种映射关系可以用透视投影针孔成像模型来近似解释。透视投影成像模型的特点是所有来自场景的光线均通过一个投影中心，它对应于透视的中心。图2-1(a)中经过投影中心o 且垂直于图像平面的直线为摄像机光轴'oo ，xyz o -为世界坐标系，xy o -'为图像平面坐标系，f 为摄像机焦距。由几何关系可知，世界坐标系中的点p 经投影中心o 点在图像平面坐标系中的投影点为'p ，可以看出其成像是倒立的。为了避免这种倒立图像，现在假定图像平面位于Z 轴正半轴且与投影中心 o 的垂直距离为焦距f 处，此时点p 经投影中心o 点在图像平面坐标系中的投影点为''p ，如图2-1(b)所示，可以看出''p 位于点p 和点o 之间，其投影大小与'p 完全相同，但是此时为正立的投影图像，这种现象在计算机视觉中也称为视网膜成像。
(a) 透视投影倒立成像图 (b) 透视投影倒立成像图
图2-1 透视投影图像
由于这种成像模型最简单，计算量小，在作了一些假设之后，适应于实际情况，因此本设计将单视目成像的针孔模型作为二维图像信息和三维世界信息的关系模型。
由图2-1(a)或图2-1(b)均可以得到),,(z y x p 点与其在图像平面上的投影点),('y x p 或),(''y x p 的映射关系，由图中几何关系可以得到透视投影方程式(2-2)所示：
Z
f Y y X x == (2-1)
(2-2)
即世界坐标系中),,(z y x p 点与其在图像平面上投影点),('y x p 或),(''y x p 的映射关系如式(2-3)所示：
Y Z f y X Z f x ?=?= 2.3 本章小结
本章简单介绍了两种道路信息的获得方法，即采用双目或多目视觉系统和采用单目视觉系统。由于单视目系统在实时性，系统成本上优于前者，所以目前常用的是单视目导航系统。从三维世界坐标得到二维图像坐标的方法中，简要讨论了单目视觉系统中最简单、常用的成像几何模型——针孔模型，由于在实际应用中，一些假设和已知一定信息的存在，该模型应用在车道线识别中是可行的。
(2-3)
第3章道路图像预处理
3.1 引言
智能车辆视觉系统完成图像采集后，需要对获取的图像进行各种处理与识别。而视觉系统在图像的生成、采样、量化、传输、变换等过程中，由于CCD传感器的噪声、随机大气湍流、光学系统的失真等原因会造成CCD摄像机成像质量的降低。另外，由于车辆行驶时视觉系统与道路环境之间存在相对运动，输出图像的质量也会降低，常产生运动模糊等现象。为了改善视觉系统图像的质量，需要突出道路图像中的有用信息并尽可能消除其它环境信息的干扰，因此需要对原始图像进行图像的预处理操作。
图像预处理是指按特定的需要突出一幅图像的某些信息，同时，削弱或去除某些不需要的信息的处理方法。其目的是使处理后的图像对于某种特定的应用，比原始图像更便于人和机器对图像的理解和分析。
3.2 道路图像灰度化
大部分道路图像是通过彩色COMS图像传感器采集的，原始图像为彩色图像。其中颜色模型为RGB模型，图像中的任何颜色都是通过红(Red)、蓝(Green)、绿(Blue)三种基本颜色按照不同的比例混合得到的。在RGB模型中，如果R=G=B时，则彩色表示一种灰度颜色，其中R=G=B的值叫灰度值。因此，灰度图像每个像素只需一个字节存放灰度值，一般将白色的灰度值定义为255，黑色的灰度值定义为0，而由黑到白之间的明亮度均匀的划分为256个等级。在道路图像提取车道线过程中，很多算法没有利用图像的彩色信息而是将其灰度化。虽然，灰度化图像无可避免的丢失一些信息，但是对灰度图像的处理，从其存放方式可以看出速度相对较快。而对彩色图像的处理，就是分别对三个分量处理，可见速度相对较慢。于是将彩色图像转换为灰度图像，下面就常用的四种方法[4]进行介绍。
3.2.1 常用的灰度化方法
(1)分量法
将彩色图像中三个分量的亮度分别作为三个灰度图像的灰度值如式(3-1)所示，可根据需要选取一种灰度图像。
图3-1 三分量法灰度化 ),(),(),(),(),(),(321j i B j i f j i G j i f j i R j i f ===
其中)3,2,1(),(=k j i f k 为转换后的灰度图像在),(j i 处的灰度值。
(2)最大值法
将彩色图像中三个分量亮度的最大值，作为灰度图像的灰度值如式(3-2)所示。
{}),(),,(),,(max ),(j i B j i G j i R j i f =
(3)平均值法 将彩色图像中三个分量的亮度求平均，得到一个灰度图像如式(3-3)所示。
{}3/),(),(),(),(j i B j i G j i R j i f ++=
(4)加权平均法 根据重要性及其它指标，将三个分量以不同的权值进行加权平均。由于人眼对绿色的敏感度最高，对蓝色敏感度最低，因此，按式(3-4)对RGB 三分量进行加权平均能得到亮度较合理的灰度图像。
),(11.0),(59.0),(3.0),(j i B j i G j i R j i f ++= 用MATLAB 对分量法、最大值法、平均值法、加权平均法四种常用灰度化方法，对一幅道路图像进行仿真，结果如图3-1、图3-2：
(3-1) (3-3)
(3-2)
(3-4)
通过图3-2图像灰度化的结果可以看出：在处理道路图像时，平均值灰度化彩色图像效果最差，因为图像大部分区域是路面，灰度化后，道路标记线被弱化。其它看来，感觉差别不大，原因在于所选图像的色彩差别不是很大，选用色彩差别明显的图像，可以看出加权平均法混合后可以得到更符合人类视觉的灰度值。由于篇幅有限，这里不再用其它图像说明。
通过方法的介绍可以看出，以上的灰度化方法，并没有更多的利用彩色图像提供的色彩信息，而是大致通用的一些方法，没有考虑到图像的特征。本设计采用的是下面一种彩色通道提取[5]的方法。
3.2.2 彩色通道提取灰度化
彩色通道提取的主要目的是根据车道标志线的色彩信息，提取一定的颜色通道，形成突出车道标志线块状结构的灰度图像。车道标志线一般为黄色或白色，而路面多为沥青表面。在彩色图像中车道标志线上的点成像后，其R 和G 通道的颜色值相对大于B 通道，而沥青表面的成像以灰色为主，其RGB 三通道的颜色比较平均而且相对较小。因此试图通过提取R 、G 通道的方法突出车道标志线的块状结构是可行的。
为了从提取的通道合成灰度图像，在此将R 、G 通道的颜色值相加。具体是R 、G 通道颜色值之和在一定的阈值之上的像素点直接取灰度最大值255。而低于这个阈值的像素点，则被弱化。其在灰度图像中的像素值取(R+G)/2。综上所述，其变换原理
图3-2 图像灰度化比较
???+>+=otherwise G R C G R if gray 2/)(2/)(255如式(3-5)：
式中，C ——阈值；
R ——像素颜色值的Red 分量；
G ——像素颜色值的Green 分量。
从式(3-5)中可以看出，对于R 、G 通道颜色值较大的车道边缘点在灰度图像中其灰度值得到强化。而对于R 、G 通道颜色值较小的沥青路面其灰度值将被弱化。从而经过R+G 处理后，得到的是车道边界强化的灰度图像。对于阈值C 的选取，目前没有固定的方法，本设计的做法是，在车辆采集到的图像下方取一块条形区域，搜索B 通道相对大的像素点，并计算出它们平均的(R+G)/2值，把该值作为整个图像处理时的阈值，使整个图像尤其是远方的车道线得到增强。用MATLAB 对彩色通道提取法对道路图像进行仿真如图3-3：
图3-3 彩色通道提取灰度化
从图3-3中可以看出，车道边缘部分在灰度图像中得到了有效的增强，由于255表示灰度图像中的白色，因此图中车道标记部分基本都被染成了白色，起到了增强边界的作用。本设计选用彩色通道提取的方法灰度化道路图像。
3.3 图像灰度变换
道路图像灰度化后，灰度值通常只是集中在某个范围，为使图像的动态范围加大，图像对比度扩展，清晰度提高，特征明显，进行图像灰度变换[6]是必要的。灰度变换可以是线性变换，也可以是非线性变换。
(2-3)
毕业论文中的研究方法
调查法 调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。调查法中最常用的是问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。 观察法 观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用：①扩大人们的感性认识。②启发人们的思维。③导致新的发现。 实验法 实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。 文献研究法 文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有：①能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。②
毕业设计(论文)所用研究方法9种整合
教育课题研究的基本方法有： ⑴观察法⑵调查法⑶测验法⑷行动研究法⑸文献法⑹经验总结法⑺个案研究法⑻案例研究法⑼实验法（在一个课题研究过程中，根据不同的研究目的和要求，往往会用到两种以上方法） 3.1观察法： 为了了解事实真相，从而发现某种现象的本质和规律。 观察法的步骤：观察法的实施分为以下三个步骤,步骤之一就是进行观察研究的设计,此步骤可分为如下几个方面： 3.1.1作大略调查和试探性观察。 这一步工作的目的不在于搜集材料，而在于掌握基本情况，以便能正确地计划整个观察过程。例如：要观察某一教师的教学工作，便应当预先到学校大致了解这位教师的工作情况，学生的情况，有关的环境和条件等等。这可以通过跟教师和学校领导人谈话，查阅一些有关的材料，如教案、教学日记、学生作业等，以及听课等方式进行。 3.1.2确定观察的目的和中心。 根据研究任务和研究对象的特点，考虑弄清楚什么问题，需要什么材料和条件，然后作明确的规定。如果这规定不明确，观察便不能集中，结果就不能深入。观察不能有几个中心，范围不能太广，全部
观察要围绕一个中心进行。如果必须要观察几个中心，那就采取小组观察，分工合作。 3.1.3确定观察对象 一是确定拟观察的的总体范围； 二是确定拟观察的个案对象； 三是确定拟观察的具体项目。 比如，要研究新分配到小学任教的中师或大专毕业生在课余时间进行业务、文化进修的情况，那么，拟观察总体就是教师工作年限达一年或两年的新教师。在这一总体范围内，再定下具体观察哪几所小学，哪几个教研组中的哪些教师。具体观察名单确定以后，再把拟观察的时间、场合、具体观察项目确定下来。 3.1.4制定观察计划 观察计划除了明确规定观察的目的、中心、范围，以及要了解什么问题、搜集什么材料之外，还应当安排观察过程：观察次数、密度、每次观察持续的时间，如何保证观察现象的常态等。 3.1.5策划和准备观察手段 观察手段一般包括两种： 一种是获得观察资料的手段；一种是保存观察资料的手段。
移动机器人视觉导航
移动机器人视觉导航。 0504311 19 刘天庆一、引言 智能自主移动机器人系统能够通过传感器感知外界环境和自身状态，实现在有障碍物环境中面向目标的自主运动，从而完成一定作业功能。其本身能够认识工作环境和工作对象，能够根据人给予的指令和“自身”认识外界来独立地工作，能够利用操作机构和移动机构完成复杂的操作任务。因此，要使智能移动机器人具有特定智能，其首先就须具有多种感知功能，进而进行复杂的逻辑推理、规划和决策，在作业环境中自主行动。机器人在行走过程中通常会碰到并且要解决如下三个问题：（1）我（机器人）现在何处？（2）我要往何处走？（3）我要如何到达该处？其中第一个问题是其导航系统中的定位及其跟踪问题，第二、三个是导航系统的路径规划问题。移动机器人导航与定位技术的任务就是解决上面的三个问题。移动机器人通过传感器感知环境和自身状态，进而实现在有障碍物的环境中面向目标自主运动，这就是通常所说的智能自主移动机器人的导航技术。而定位则是确定移动机器人在工作环境中相对于全局坐标的位置及其本身的姿态，是移动机器人导航的基本环节。 目前，应用于自主移动机器人的导航定位技术有很多，归纳起来主要有：安装CCD 摄像头的视觉导航定位、光反射导航定位、全球定位系统GPS(Global Positioning System)、声音导航定位以及电磁导航定位等。下面分别对这几种方法进行简单介绍和分析。 1、视觉导航定位 在视觉导航定位系统中，目前国内外应用较多的是基于局部视觉的在机器人中安装车载摄像机的导航方式。在这种导航方式中，控制设备和传感装置装载在机器人车体上，图像识别、路径规划等高层决策都由车载控制计算机完成。视觉导航定位系统主要包括：摄像机（或CCD 图像传感器）、视频信号数字化设备、基于DSP 的快速信号处理器、计算机及其外设等。现在有很多机器人系统采用CCD 图像传感器，其基本元件是一行硅成像元素，在一个衬底上配置光敏元件和电荷转移器件，通过电荷的依次转移，将多个象素的视频信号分时、顺序地取出来，如面阵CCD传感器采集的图像的分辨率可以从32×32 到1024×1024 像素等。视觉导航定位系统的工作原理简单说来就是对机器人周边的环境进行光学处理，先用摄像头进行图像信息采集，将采集的信息进行压缩，然后将它反馈到一个由神经网络和统计学方法构成的学习子系统，再由学习子系统将采集到的图像信息和机器人的实际位置联系起来，完成机器人的自主导航定位功能。 视觉导航定位中，图像处理计算量大，计算机实时处理的速度要达到576MOPS~5.76BOPS，这样的运算速度在一般计算机上难以实现，因此实时性差这一瓶颈问题有待解决； 另外，对于要求在黑暗环境中作业的机器人来说，这种导航定位方式因为受光线条件限制也不太适应。 当今国内外广泛研制的竞赛足球机器人通常都采用上面所说的视觉导航定位方式，在机器人小车子系统中安装摄像头，配置图像采集板等硬件设备和图像处理软件等组成机器人视觉系统。通过这个视觉系统，足球机器人就可以实现对球的监测，机器人自身的定位，作出相应动作和预测球的走向等功能
计算机视觉课程设计1
燕山大学 课程设计说明书题目：基于矩形物体的旋转角度测量 学院（系）电气工程学院 年级专业： 学号： 1301030200 1301030200 学生姓名： 指导教师： 教师职称：讲师 燕山大学课程设计（论文）任务书
院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2016年 12 月 22 日燕山大学课程设计评审意见表
摘要 本文主要研究对矩形物体旋转角度的测量，并且比较每种方法的处理速度。通过对图像的滤波、二值化、边框的识别等等操作，完成对矩形物体的角度测量。本文采用五种方法分别对同一个矩形物体进行旋转角度测量，并比较其处理时间。五种方式分别为，边缘直线角度测量、对角线角度测量、矩形内部标准角度测量、角点边缘角度测量、垂线角度测量。 关键词：图像处理二值化旋转角测量定位识别
目录 第一章矩形物体的识别 (1) 1、图像滤波 (1) 2、图像的边缘检测 (2) 3、图像的二值化处理 (3) 4、图像的区域选择及处理 (4) 第二章旋转角度的测量 (6) 1、边缘直线角度测量 (6) 2、对角线角度测量 (8) 3、矩形内部标准角度测量 (9) 4、角点边缘角度测量 (10) 5、垂线角度测量 (11) 第三章算法时间的比较 (15) 参考文献 (16) 附录一 (17) 1、边缘直线角度测量程序 (17) 2、对角线角度测量程序 (17) 3、矩形内部标准角度测量程序 (18) 4、角点边缘角度测量程序 (19) 5、二值化-垂线角度测量程序 (23) 6、Soble-垂线角度测量程序 (24) 附录二 (26)
论文研究思路和研究方法
论文研究思路和研究方法 许多学子为撰写毕业论文而绞尽脑汁发愁，论文东拼西凑应付差事，实在不行，在网上另请高手代写论文通关，其实掌握了撰写毕业论文的研究方法和技巧，揭开毕业论文的神秘面纱，一切会变得简单而明了。下面分享常用的撰写毕业论文的研究方法，希望对大家有所帮助。 一、调查法 调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。调查法中最常用的是问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。 二、观察法 观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。 在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用： ①扩大人们的感性认识。 ②启发人们的思维。 ③导致新的发现。 三、实验法 实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。 其主要特点是： 第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。 第二、控制性。 科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。 第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。 四、文献研究法 文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。 其作用有： ①能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。 ②能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。 ③能得到现实资料的比较资料。
研究报告毕业论文中研究方法,手段和步骤
研究报告毕业论文中研究方法,手段和步骤毕业论文中研究方法,手段和步骤.txt假如有一天你想哭打电话给我不能保证逗你笑但我能陪着你一起哭。坚强的基本，就是微笑。面具戴久了丶就成了皮肤?调查法 调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史 状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈 话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到 的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。 调查法中最常用的是问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项 目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。 观察法 观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对 象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研 究中，观察法具有如下几个方面的作用:?扩大人们的感性认识。?启发人们的思维。?导致新的发现。 实验法
实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是:第 一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却 要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需 要。第二、控制 性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰， 在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和 必要途径。 文献研究法 文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研 究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有:?能了解有关问题的历史和现状 ，帮助确定研究课题。?能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。?能得到现实资料的比较资 料。?有助于了解事物的全貌。 实证研究法 实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪
毕业论文研究方法模板 论文研究方法思路模板
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毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，那它的研究方法是什么呢？下面是由小编整理的毕业论文研究方法模板，谢谢你的阅读。毕业论文研究方法模板 本科专业自考生在各专业课程考试成绩合格后，都要进行毕业论文的撰写及其答辩考核。毕业论文的撰写及答辩考核是取得高等教育自学考试本科毕业文凭的重要环节之一，也是衡量自考毕业生是否达到全日制普通高校相同层次相同专业的学力水平的重要依据之一。但是，由于许多应考者缺少系统的课堂授课和平时训练，往往对毕业论文的独立写作感到压力很大，心中无数，难以下笔。因此，对本科专业自考生这一特定群体，就毕业论文的撰写进行必要指导，具有重要的意义。 本文试就如何撰写毕业论文作简要论述，供参考。
毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的总结性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际问题的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或理论问题进行科学研究探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业
图像处理课程设计报告
图像处理课程设计报告 导语：设计是把一种设想通过合理的规划周密的计划通过各种感觉形式传达出来的过程。以下是XX整理图像处理课程设计报告的资料，欢迎阅读参考。 图像处理课程设计报告1 摘要：图像处理技术从其功能上可以分为两大类：模拟图像处理技术、和数字图像处理技术。数字图像处理技术指的是将图像信号直接转换成为数字信号，并利用计算机进行处理的过程，其主要的特点在于处理的精度高、处理的内容丰富、可以进行复杂、难度较高的处理内容。当其不在于处理的速度比较缓慢。当前图像处理技术主要的是体现在数字处理技术上，本文说阐述的图像处理技术也是以数字图像处理技术为主要介绍对象。数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。近年来, 图像处理技术得到了快速发展, 呈现出较为明显的发展趋势, 了解和掌握这些发展趋势对于做好目前的图像处理工作具有前瞻性的指导意义。本文总结了现代图像处理技术的三点发展趋势。 对图像进行处理(或加工、分析)的主要目的有三个方面: (1)提高图像的视感质量,如进行图像的亮度、彩色变换,增强、抑制某些成分,对图像进行几何变换等,以改善图像的质量。(2)提取图像中所包含的某些特征或特殊信息,这些被提
取的特征或信息往往为计算机分析图像提供便利。提取特征或信息的过程是计算机或计算机视觉的预处理。提取的特征可以包括很多方面,如频域特征、灰度或颜色特征、边界特征、区域特征、纹理特征、形状特征、拓扑特征和关系结构等。 (3)图像数据的变换、编码和压缩,以便于图像的存储和传输。不管是 何种目的的图像处理,都需要由计算机和图像专用设备组成的图像处理系统对图像数据进行输入、加工和输出。 数字图像处理主要研究的内容有以下几个方面： 图像变换由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处理，涉及计算量很大。因此，往往采用各种图像变换的方法，如傅里叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空间域的处理转换为变换域处理，不仅可减少计算量，而且可获得更有效的处理。目前新兴研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性，它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。 图像编码压缩图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量，以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。压缩可以在不失真的前提下获得，也可以在允许的失真条件下进行。编码是压缩技术中最重要的方法，它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。
毕业论文选题思路2【毕业论文不同专业的选题参考2.0】
实用文档 用心整理 1 学位论文选题的 8个方法 生新思想，把握发展前景。 选题方法则包括材料提取法、拟想验证法、启发法、社会调查方法、 回溯法、比较法、综合法、移植法、怀疑法、换位思考法、类比移植法等。 实践中提岀的新问题，原有理论难以解决，就构成课题。 所以，积极参与社会实践，深入调查研究，是学位论文选题的基本途径，包括以下几方面。 一、从读书和讨论中发现问题 宋代著名学者朱熹曾指岀：“读书有疑，所有见，自不容不立论。其不立论者，只是读书不到疑 处耳！ ”在科学研究成果中，常常发现这类词语：“在一定条件下”、“在相当程度上”、“在 某种范围内”、“存在这样那样的联系”、“多种多样的形式”等等。 那么，究竟在什么条件下？多大程度上？何种范围内？存在怎样的联系？有哪些不同形式？这些 选题基本途径为从读书和讨论中发现问题, 突破 “空白处”及“空缺处”， 在多“交叉口”产 学位论文题目来自于实践与理论的矛盾,
实用文档 用心整理 2 管理和生产中提岀来的问题，在书本上很难找到现成答案。有了新颖观点，论文就有了灵魂。 (2 ) “空缺处”是在本领域已有人研究但还有探讨余地的选题; 都可以构成进一步研究的子课题。对这些子课题锲而不舍地探讨，可能产生新的研究成果。 在选题前，应先在自己熟悉或有兴趣的范围内广泛阅读有关文献信息, 分析已有研究成果，开阔 思路，扩大视野。 张世英教授曾深有体会地说：“选题过程中，要大量翻阅资料，东翻翻西翻翻，左想想右想想, 题目中心也就酝酿得差不多了。” 这是经验之谈。通过读书，了解信息、思考选题，是培养研究生独立科研能力的良好途径。 王力先生也主张通过读书培养选题能力, 他说：“提岀问题是解决问题的头一步。 你连问题都提 不岀来，怎么谈得上解决呢？首先要注意到哪些问题没有解决……要善于发现问题，提岀问题。 有些人念了很多书，什么问题也没有，那就不好，等于白念。” 学位论文选题有一定难度，有利于挖掘研究生潜力，发扬创新精神，在前人基础上有所突破, 达自己的新见解、新观点，成一家之言。 (1 ) “空白处” 是本领域尚未涉猎的课题，如改革中提岀的各种新问题；新产品、新工艺的应 用等。这类课题参考文献较少，甚至无所借鉴，研究空间广阔，创造性发挥余地较大，具有较高 的学术价值。 研究生可以在了解总体研究状况基础上，运用联想、推理、演绎、判断等思维方式，达到对客观 事物的主体认识。当然，还可从现实生活中提岀研究空白和忽略的薄弱环节加以研究, 提岀独到 见解，使研究成果具有较强的应用性和实效性。 如美国大学研究生学位论文选题， 大多是从公司 或不同意既往观点，或对旧主
毕业论文研究方法
毕业论文研丸方法样本 1.优劣对比分析诜 适用优劣对■比分析法，遇过优势和劣势妁比较，^thTA国企业貝工职业生漫规划设计的改革迪在用睡，为丈未朋业生注规划璨空的建立捏下了伏笔. 2.隶例法及实译*析进 泓过案例和统计战拯，阐進理论，寻找规律性，为我国企业員工耶业生理见划设计提佻了一些值再借鉴的经验.在仝面分析和比较国外如纠公司比工駅业生涯觇划设计成功经验的基础上捉出了我国金业員工苹业生涯设计模式. 1 分析张 首先，找出问题的理论基袖，并回?顾田内外相旻史弑.站仝国外企业艮工耶业生涯规划经脸归納出寥响我国貝工职业生涯规划的因承，找出解决我闯企业貝工职业生涯规划的it 在.在分祈具律冃题时，注盘全方住.多用度.宽磁圾.点蜿性地造视，毕业论丈的冊兗方法概述
叮叮小文库 调晝法於科事研宛屮摄常用的方法之一.它定有口的、有讦划'有系蜒地拽勵奘琲究对彖 现实状况旗历史狀况的封制的方播?调进方哉堤科学研料中緒用的it本研宛方法，它揣介运出 历史法.褪察法爭力袪以及谡话、问卷.牛決研究.泓堕轸科学方式，对教育现魚追行有计划 的、鬧巒的和果娩的了解*并对塀直搜集到的大捷资料进街1分祈、粽合*出藏、归蛤从而为人 们捉供觎律性的M爲 迺豪註中堆常用的蜒间程谓程崔?它问豊的舟戎理掘赛糾的一聆嶄姗方准.即调直祥就调 趣坝日紛制成衣式，分疑或邯部給有关人期*诣示填写鲁案,然垢回牧整乩魏计利研究n 册察法足指研究者根据一定的研究日的、研光提坍或观察表，用由已的唐盲和辅助I貝 古贞接煽察被研俪SG从両找帑磁料的料衣法.科学的规嚥具时日的性和计加性.盟统性棚可 重复性R在科学实验和调査研寛屮+观聚法具有如下几个庁商的件出匸①扩太人帕的脳性认 读”②启城人们的恩推-⑧导致新的发现“ 实耀是運过主支耋还.控制研燜对誓来发现与确认爭物阿的因果联泵的一耕科嘟方法.梵 主囁特点是|第一、主动直革tL现療与调査祁於在不干预研比对叢的前提下左认识研吭对象. 览现共中的甸恵a而娶脸却耍求主动操纵室脸乐件，人为地改空对象的#4 A式、 吏化过甑使它服从于科学认嗣的需取?第二控制性.科学克验耍琥抿慑研究的需％惜助各冲 方淮技相减少或酒廉各种可能廉响科学的无关同秦的干扰*左简低纯化的农盍下认坝研究对 象n第三.用果性+实验以发现、确认事物Z同的用果験茄的有效I具刊必賢途韬.
视觉导航综述.
视觉导航及实验验证平台综述摘要：本文概述视觉导航技术。视觉导航通过图像采集设备收集近距离的环境信息，并利用计算机视觉技术进行图像处理获得环境信息，实现导航。首先比较了各种导航方式的优缺点，分析视觉导航的意义。接着概述了视觉导航的应用领域和研究现状，然后分析比较了视觉导航中的一些关键技术，简单介绍了视觉导航领域的SLAM问题。最后，综合国内外视觉导航技术研究存在问题，提出进一步研究方向和应用途径。 关键词：视觉导航；移动机器人；智能车辆；图像匹配；路径识别 0 引言在当今世界的先进技术领域里，往往存在这样的问题：为了完成某种特殊的任务，需要在已知或者未知环境中，使特殊的能完成既定任务的实验设备或平台按照既定的且满足最 优条件的路径运动或者到达既定目的地，这一类的问题便是导航。对于一般的导航系统，在给定命令的前提下，结合环境中的各种探测信息，并根据自身位姿信息作出决策使运动体而到达目标，在运动过程中，还需要不断优化全局路径。导航系统需要完成的任务包括以下三点：一，获取信息；二，处理信息；三，作出决策（即路径规划）。目前广泛使用的导航方法有[1]：航标法，航位推算法，天文导航，惯性导航，无线电导航，卫星定位导航和组合导航等。下文对各种导航方法对比说明。
航标法习惯称之为目视方法，它借助于信标和参照物对运动物体进行引导。目前仍在应用，但是这种方法过于依赖经验，受天气、地理条件的影响。航位推算法是通过一系列的速度增量来确定位置的，是一种自主导航方法，保密性强。但是随着时间推移会产生误差积累。天文导航是通过仪器设备对天体的位置精确测定，根据地理关系算出位置的相对导航方法，其缺点是误差积累受时间和气象条件限制，定位时间长，操作计算复杂[1]。惯性导航通过加速度测量技术和积分技术的综合应用得到运动体的速度和位置信息。这种导航技术完全依靠载体上的设备自主完成导航任务，因此隐蔽性好，不受外界条件限制。但是加速度及精度和误差积累严重限制该方法的应用。目前，惯性导航常常和其他系统综合使用。无线电导航通过测量信号的相位和相角定位，但其易受干扰。卫星导航利用卫星发射无线电波到地面接收器的时间来推算地面接收器所在的经纬度，其中GPS是目前真正实用的一种卫星导航和定位系统，但其技术为美国所垄断，我国也正在致力于这方面的研究[2]。 而自主照相机和图像处理技术的发展促使视觉导航技术的发展。视觉导航是通过摄像机对周围环境进行图像采集，并对图像进行滤波和计算，完成自身位姿确定和路径识别，并做出导航决策的一种新的当行技术。由于视觉导航的采用被动工作方式，设备简单，成本低廉，其应用范围很广。最主要的特征是视觉导航的自主性和实时性。它不依靠外界任何设备，只需对储存系统和
人脸识别课程设计论文(完美版)
前言 在人类社会的发展进入到21世纪的今天，安全问题已经成为困扰人们日常生活的重要问题之一。社会的发展促进了人的流动性，进而也增加了社会的不稳定性，使得安全方面的需求成为21世纪引起广泛关注的问题。不论是享受各项服务如网上冲浪、还是居家、办公等都涉及到安全，以往这些行为基本上是通过符号密码来进行安全保护，但是随着服务数量的不断增加，密码越来越多以致无法全部记住，而且密码有时也会被他人所窃取，各种密码被破解的概率越来越高，因为通常由于记忆的原因，人们经常会选用自己或亲人的生日、家庭地址、电话号码等作为密码并长期使用，这些很容易被一些不法分子获取。可见在现代社会中，身份识别已经成为人们日常生活中经常遇到的一个基本问题。人们乎时时刻刻都需要鉴别别人的身份和证明自己的身份，以获得对特定资源的使用权或者制权，同时防止这些权限被他人随意的取得。传统的身份识别方法主要基于身份标识物(如证件、卡片)和身份标识知识(如用户名、密码)来识别身份，这在很长一段时期是非常可靠和方便的识别方法，得到了广泛的应用。但是，随着网络、通信、交通等技的飞速发展，人们活动的现实空间和虚拟空间不断扩大，需要身份认证的场合也变得无不在。人们需要携带的身份标识物品越来越多，身份标识知识也变得越来越复杂和冗长在这种情况下，传统身份识别方式的弊端日益彰显。身份标识物品容易被丢失和伪造，份标识知识容易被遗忘、窃取和破解，而身份标识的重要性又使得一旦失去了身份标识会给标识的所有者甚至整个社会带来重大的甚至难以弥补的损失。在美国，每年约有上百万的福利款被人以假冒的身份领取;每年发生的信用卡、ATM、移动电话和冒领支票等成的损失达数百亿美元[2]。面临着这样的状况，人们对身份识别的安全性、可靠性、准确和实用性提出了更高的要求，必须寻求身份识别的新途径。 于是，近年来人类生物特征越来越广泛地用于身份识别，而且生物特征可以更好的进行安全控制，世界各国政府都在大力推进生物识别技术的发展及应用。与原有的人类身分识别技术(如:个人密码、磁卡、智能卡等)相比，基于人类生物特征的识别技术具有安全可靠、特征唯一、不易伪造、不可窃取等优点。人类本身具有很多相对独特的特征，如DNA、指纹、虹膜、语音、人脸等。基于这些相对独特的人类特征，结合计算机技术，发展起众多的基于人类生物特征的人类身份识别技术，如DNA识别技术、指纹识别技术、虹膜识别技术、语音识别技术、人脸识别技术。 人脸识别和其他的生物识别比起来有以下几个优点:1、其他的生物特征识别方法都需要一些人为的行为配合，而人脸识别不需要。2、人脸识别可应用在远距离监控中。3、针一对现在的第一、二代身份证，每个身份证都有人脸的正面照片，也就是人脸库将是最完善的，包括人最多的，我们可以利用这个库来更直观、更方便的核查该人的身份。 4、相对于其他基于生物特征识别技术，人脸识别技术具有特征录入方一便，信息丰富，使用面广等优点，同时人脸识别系统更加直接友好。人脸识别技术作为生物识别技术的
毕业论文的研究方案 研究内容 研究方法
研究方案(研究内容、研究方法)研究内容：本文主要的研究目的是揭示我国图书馆危机管理的现状，发现存在的问题，进而提出办法将其解决。 拟从以下几个方面进行研究： 1 首先拟介绍危机管理论点的提出，分析危机管理理论的产生背景，及其引入我国图书馆学界所带来的重大意义； 2 拟分析图书馆危机管理的含义、成因以及特征，分析图书馆危机的存在对图书馆建设和发展的不利影响； 3 拟介绍对图书馆进行危机管理的意义，重点分析对图书馆进行危机管理的必要性，突出论文的主题； 4 拟分析国内外不同图书馆的危机管理现状，需要结合对国内图书馆的了解以及通过资料阅览得到的有关国外图书馆的情况的了解，进行论述，发现我国图书馆危机管理中存在的问题； 5 拟分析图书馆危机管理中存在的制约因素，以及这些制约因素对我国图书馆危机管理所带来的危害和影响； 6拟根据图书馆危机管理存在的制约因素，提出改进的措施，从不同的方面提出对策，如危机意识方面、管理机制方面、读者和政府方面，分别解决产生于不同方面的问题；
7 拟结合前文的综合论述，进行总结，同时重申论文的研究目标以及对图书馆事业的展望。 研究方法：结合本文的特点，本文的研究会用到以下几种方法 1 文献检索法 本文的研究需要首先阅读大量的文献成果，才能总结出现在该论题的研究进展情况，找出以前研究的不足和避免研究内容的重复性；在了解国外图书馆危机管理现状和我国图书馆危机事件时，由于无法亲自调查研究，也需要借助文献检索法，通过各种资料的介绍进行分析总结。 2比较分析法 在论文中将对国内与国外图书馆的服务现状进行分析，需要对两者的管理方式、技术、内容等各方面进行比较，总结出不同的特点，看出国内与国外存在的差距，还要分析出国内图书馆危机管理方面的不足，进而根据不足提出对策。 3理论联系实际的方法 对图书馆危机管理理论进行分析，结合管理理论分析我国图书馆危机管理发展的现状以及图书馆危机的产生原因及特征，提出改善图书馆危机管理现状对图书馆发展必要性；结合图书馆学的理论知识，提出各种解决的对策。
机器视觉在农业机器人自主导航系统中的研究进展
机器视觉在农业机器人自主导航系统中的研究进展 姜国权，何晓兰，杜尚丰，柯杏 （中国农业大学信息与电气工程学院，北京 100083） 摘 要：自主导航是移动机器人的关键技术。机器视觉由于信息量大和人性化特征，视觉导航已成为农业机器人获得导航信息的一种主要方式。为此，综合分析了目前国内外视觉导航技术的研究现状及其存在的问题；同时，探讨了研究中需要解决的关键技术。最后，展望了农业机器人视觉导航技术的发展趋势。 关键词：自动控制技术；机器视觉；综述；农业机器人；自主导航；信息融合 中图分类号：TP242.6+3 文献标识码：A 文章编号：1003─188X(2008)03─0009─03 0 引言 在经历了沿犁沟、田垄、农作物秆的机械触杆导航、预理引导电缆的有线引导地磁导航、无线电或激光导航、用惯性导航进行航程推算等多种导航方式的发展过程后，目前对农业机器人的导航研究主要集中在机器视觉和GPS导航这两种最具发展前途的方式上[1,2]。 与GPS导航系统相比，机器视觉导航有如下优点：一是采用相对坐标系，提供差值信号，使用起来比较灵活；二是视觉导航具有信息探测范围宽、目标信息完整等优势，它能够检测微小目标，如对沟、坑、杂草等都能“看见”，误差可达毫米级水平。 1 农业机器人的机器视觉导航方法 1) 人工路标方法。该方法采用白色标记线作为路标，敷设于机器人行走的地面上，机器人的视觉传感系统在行走过程中不断地监测标记线，并随时控制机器人的转向机构调整机器人的移动方向。该方法具有路径标识简单、可靠、成本低、柔性好和图像处理易于实现的优点；但对机器人的作业环境有很高的要求，一般用于地面条件良好的温室内。 2) 基于田间作物在空间排列的特征进行视觉定位导航方法。农业机器人可以根据田间作物的图像判断作物排列行与机器人的相对位置，规划出行走基准线；然后，利用两条道路边界平行的特点，求得图像上无限远处的点和机器人的自身位置及其行走方向。此类机器人已应用于喷洒除草剂和施肥等作业。 2 机器视觉导航国内外研究现状 在具有行或垄等结构的农田中，运用机器视觉来进行农业机器人自主导航，最早可以追溯到20世纪80年代早期，那时相对低廉可靠的CCD图像传感器开始出现。20世纪90年代以来，随着计算机、微电子等相关技术的不断进步，一些复杂的图像处理和分析算法能够顺利实现，使得农业机器人视觉导航技术的研究迅速发展起来。 2.1 国外研究现状 1996年，日本京都大学的Torii等人[3，4]研制了一种具有定点作业能力的智能农药喷洒装置。其在HIS空间中，基于几条水平扫描线，结合直线最小二乘法识别出农田中作物行作为导航路径。这种方法利用作物和垄沟的色度差异来进行分割，当出现大面积杂草或作物缺失时，视觉系统将无法正确识别，同样也不能应付色度差异不大的其它农田环境。在导航控制中，针对视觉获取的横向偏差和航向偏差以及角位移传感器测出的导向轮转角等3个状态设计横向反馈控制。人工草坪标定实验中取得了最大横向误差为0.024m，航向角误差为1.5°；但农田实验时纵向速度较小，只有0.25m/s。 美国Gerrish[5]等在Case7110拖拉机后轴的左侧安装了一个彩色CCD摄像机，离地面2.79m，仰俯角为15°。系统初始化时，由使用者首先选出代表作物和土壤的像素点，然后视觉系统根据初始信息进行自动识别，导航信息由图像中固定的某一点进行计算。在速度为12.9km/h和4.8km/h两种条件下，跟踪直线状的玉米行时，分别取得了均方差为12cm和6cm的导航精度。 收稿日期：2007-06-06 基金项目：国家863计划课题（2006AA10A304） 作者简介：姜国权（1969-）,男，河北唐山人，博士研究生，(E- mail)jguoquan@https://www.sodocs.net/doc/6c2116168.html,。 通讯作者：杜尚丰（1961-），男，辽宁锦州人，教授，博士生导 师，(E-mail)du_grad_stud@https://www.sodocs.net/doc/6c2116168.html,。 - 9 -
计算机图形学课程设计书
计算机图形学课程设计 书 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
课程设计(论文)任务书 理学院信息与计算科学专业2015-1班 一、课程设计(论文)题目：图像融合的程序设计 二、课程设计(论文)工作： 自2018 年1 月10 日起至2018 年1 月12日止 三、课程设计(论文) 地点: 2-201 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）熟悉Delphi7的使用，理论与实际应用相结合，养成良好的程序设计技能；（2）了解并掌握图像融合的各种实现方法，具备初步的独立分析和设计能力；（3）初步掌握开发过程中的问题分析，程序设计，代码编写、测试等基本方法；（4）提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力； （5）在实践中认识、学习计算机图形学相关知识。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）研究课程设计任务，并进行程序需求分析； （2）对程序进行总体设计，分解系统功能模块，进行任务分配，以实现分工合作；（3）实现各功能模块代码； （4）程序组装，测试、完善系统。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改进界面、增加功能或进行代码优化。
3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文 （2）论文包括封面、设计任务书（含评语）、摘要、目录、设计内容、设计小结（3）论文装订按学校的统一要求完成 4）参考文献： （1）David ，《计算机图形学的算法基础》，机械工业出版社 （2）Steve Cunningham，《计算机图形学》，机械工业出版社 （3） 5）课程设计进度安排 内容天数地点 程序总体设计 1 实验室 软件设计及调试 1 实验室 答辩及撰写报告 1 实验室、图书馆 学生签名： 2018年1月12日 摘要 图像融合是图像处理中重要部分，能够协同利用同一场景的多种传感器图像信息，输出一幅更适合于人类视觉感知或计算机进一步处理与分析的融合图像。它可明显的改善单一传感器的不足，提高结果图像的清晰度及信息包含量，有利于更为准确、更为可靠、更为全面地获取目标或场景的信息。图像融合主要应用于军事国防上、遥感方面、医学图像处理、机器人、安全和监控、生物监测等领域。用于较多也较成熟的是红外和可见光的融合，在一副图像上显示多种信息，突出目标。一般情况下，图像融合由
计算机视觉前沿与深度学习
视觉研究中投入巨大，在IEEE 模式分析与机器智能汇刊(IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE TPAMI)、计算机视觉国际期刊(International Journal of Computer Vision, IJCV)、IEEE图像处理汇刊(IEEE Transactions on Image Processing, IEEE TIP)、IEEE国际计算机视觉大会(IEEE Inter-national Conference on Computer Vision, IEEE ICCV)和IEEE国际计算机视觉与模式识别会议(IEEE Conference on Computer Vi-sion and Pattern Recognition, IEEE CVPR)等顶级国际期刊和会议上发表了许多重要学术论文，产生了许多国际一流的研究成果。其中最受到关注的研究是深度学习，而深度学习领域发表的论文70%以上是关于视觉图像识别方面的。 为了更好地开展学术交流，推动国内计算机视觉学科发展，进一步提升我国计算机视觉研究在国际领域的影响力，中国计算机学会成立了“计算机视觉专业组”。在本期专题中，计算机视觉专业组特别邀请了多位著名的视觉专家从不同角度撰文，介绍计算机视觉前沿与深度学习研究方面的最新进展。 香港中文大学助理教授王晓刚、博士孙祎、教授汤晓鸥共同撰写的《从统一子空间分析到联合深度学习：人脸识别的十年历程》文章，回顾了人脸识别近十年的发展历程。他们的团队使用深度学习开发了DeepID2+系统，在人脸识别最受关注的LFW(labeled faces in the wild)1数据集上取得了人脸确认任务的世界第一，识别率99.47%。深度学习在人脸识别上的巨大成功，并非只是利用复杂模型拟合数据集。DeepID2+系统的神经元响应有很多重要的性质，比如它是中度稀疏的，对人物身份和人脸属性有很强的选择性，对局部遮挡具有良好的鲁棒性。这些性 计算机视觉通常是指用摄像机和计算机代替人眼对目标进行识别、跟踪/测量来实现对客观三维世界的理解。计算机视觉既是科学领域中富有挑战性的理论研究，也是工程领域中的重要应用，在图像检索、安全监控、人机交互、医疗诊断和机器人等领域具有广阔的应用前景。美国和欧洲等先进国家将计算机视觉列为对经济和科学有广泛影响的重大基本问题，计算机视觉也是“谷歌大脑”、“百度大脑”等研究计划中的核心项目。 计算机视觉作为一门学科始于20世纪60年代。随着个人计算机的普及，计算机视觉在80年代取得了重要进展。最近10年，随着计算机性能的大幅提升和互联网的快速发展，新的视觉特征、大数据、稀疏低秩、深度学习等技术的不断涌现，使计算机视觉又迎来了一次突飞猛进的发展，开辟出许多新的研究领域。国内高校与科研单位在计算机特邀编辑：王 涛1 查红彬2 1爱奇艺公司 2北京大学 计算机视觉前沿与深度学习关键词：计算机视觉 深度学习 1 标注过的户外脸部测试数据集。
毕业论文的研究方法或技术路线
毕业论文的研究方法或技术路线 研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤 1、研究什么？——怎样确定研究课题 一切科学研究始于问题——问题即课题；教学即研究（掌握方法很重要，否则就不是研究）；进步与成果即成长。 教育科研课题主要来源于两大方面： A．实践来源——客观存在的或潜在的教育实际问题，教育教学实践本身存在的问题。 教育教学与其外部的矛盾（教师与家长、教师与学校、学校与社会、教育与社会发展）。 B．理论来源——现有教育理论所揭示的问题以及理论体系中的空白和矛盾点（例如《关于“信息技术与课程整合”的冷思考》一文产生的过程） 2、怎样进行研究课题的论证？ 我们既然已选定了一个课题，我们就必须对这个课题的所有情况进行全面的了解。了解这个课题目前在国外、国内的研究情况，包括研究已取得的成果和存在的问题，了解这一课题所属的理论体系等等。对课题的全面了解，可以使我们在研究过程中少走弯路，确立研究的主攻方向，这就是我们常说的：“知己知彼，百战百胜”。 怎样对一个课题进行论证呢？论证一个课题主要是弄清如下几个问题： A．所要研究的问题是什么性质和类型的问题？ B．要研究的问题具有什么现实意义？它的理论价值（即在理论上预计有哪些突破？） C．要研究的问题目前已有哪些研究成果？研究的方向是什么？ D．要研究的问题所应具备的条件分析。 E．课题研究的策略和步骤如何？ F．课题研究的成果及其表现形式有哪些？ 3、教育课题研究的基本方法有： ⑴ 观察法⑵ 调查法⑶ 测验法⑷ 行动研究法⑸ 文献法⑹ 经验总结法⑺ 个案研究法⑻ 案例研究法 ⑼ 实验法（在一个课题研究过程中，根据不同的研究目的和要求，往往会用到两种以上方法） 3.1 观察法：为了了解事实真相，从而发现某种现象的本质和规律。 观察法的步骤：观察法的实施分为以下三个步骤,步骤之一就是进行观察研究的设计,此步骤可分为如下几个方面： 3.1.1 作大略调查和试探性观察。 这一步工作的目的不在于搜集材料，而在于掌握基本情况，以便能正确地计划整个观察过程。例如：要观察某一教师的教学工作，便应当预先到学校大致了解这位教师的工作情况，学生的情况，有关的环境和条件等等。这可以通过跟教
毕业论文的研究方案(研究内容、研究方法)
研究方案（研究内容、研究方法） 研究内容：本文主要的研究目的是揭示我国图书馆危机管理的现状，发现存在的问题，进而提出办法将其解决。 拟从以下几个方面进行研究： 1 首先拟介绍危机管理论点的提出，分析危机管理理论的产生背景，及其引入我国图书馆学界所带来的重大意义； 2 拟分析图书馆危机管理的含义、成因以及特征，分析图书馆危机的存在对图书馆建设和发展的不利影响； 3 拟介绍对图书馆进行危机管理的意义，重点分析对图书馆进行危机管理的必要性，突出论文的主题； 4 拟分析国内外不同图书馆的危机管理现状，需要结合对国内图书馆的了解以及通过资料阅览得到的有关国外图书馆的情况的了解，进行论述，发现我国图书馆危机管理中存在的问题； 5 拟分析图书馆危机管理中存在的制约因素，以及这些制约因素对我国图书馆危机管理所带来的危害和影响； 6拟根据图书馆危机管理存在的制约因素，提出改进的措施，从不同的方面提出对策，如危机意识方面、管理机制方面、读者和政府方面，分别解决产生于不同方面的问题； 7 拟结合前文的综合论述，进行总结，同时重申论文的研究目标以及对图书馆事业的展望。
研究方法：结合本文的特点，本文的研究会用到以下几种方法 1文献检索法 本文的研究需要首先阅读大量的文献成果，才能总结出现在该论题的研究进展情况，找出以前研究的不足和避免研究内容的重复性；在了解国外图书馆危机管理现状和我国图书馆危机事件时，由于无法亲自调查研究，也需要借助文献检索法，通过各种资料的介绍进行分析总结。2比较分析法 在论文中将对国内与国外图书馆的服务现状进行分析，需要对两者的管理方式、技术、内容等各方面进行比较，总结出不同的特点，看出国内与国外存在的差距，还要分析出国内图书馆危机管理方面的不足，进而根据不足提出对策。 3理论联系实际的方法 对图书馆危机管理理论进行分析，结合管理理论分析我国图书馆危机管理发展的现状以及图书馆危机的产生原因及特征，提出改善图书馆危机管理现状对图书馆发展必要性；结合图书馆学的理论知识，提出各种解决的对策。 【下载本文档，可以自由复制内容或自由编辑修改内容，更多精彩文章，期待你的好评和关注，我将一如既往为您服务】