智能魔方机器人的视觉感知与复原算法研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 目录 | 第8-11页 |
| 第1章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 研究背景及现实意义 | 第11-12页 |
| 1.2 相关领域的研究现状和发展趋势 | 第12-15页 |
| 1.2.1 智能机器人的研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2 计算机视觉的研究现状 | 第13-15页 |
| 1.2.3 魔方的起源和发展现状 | 第15页 |
| 1.3 本文工作及结构安排 | 第15-17页 |
| 第2章 魔方图像的获取与预处理 | 第17-33页 |
| 2.1 魔方图像采集 | 第17-18页 |
| 2.1.1 摄像头及采集卡 | 第17-18页 |
| 2.1.2 魔方图像采集的实现 | 第18页 |
| 2.2 魔方图像的灰度二值化 | 第18-22页 |
| 2.2.1 魔方图像的加权平均灰度化 | 第19-20页 |
| 2.2.2 魔方图像的可变阈值二值化 | 第20-22页 |
| 2.3 魔方图像的增强 | 第22-27页 |
| 2.3.1 灰度变换增强 | 第23-25页 |
| 2.3.2 直方图增强 | 第25-27页 |
| 2.4 魔方图像的滤波处理 | 第27-31页 |
| 2.4.1 中值滤波 | 第28-29页 |
| 2.4.2 同态滤波 | 第29-31页 |
| 2.4.3 滤波效果分析 | 第31页 |
| 2.5 本章小结 | 第31-33页 |
| 第3章 魔方图像信息分析与识别 | 第33-59页 |
| 3.1 魔方图像的分割 | 第33-38页 |
| 3.1.1 类间方差阈值分割 | 第34-35页 |
| 3.1.2 迭代阈值区域分割 | 第35-37页 |
| 3.1.3 Sobel边缘检测分割 | 第37-38页 |
| 3.2 魔方图像的形态学处理 | 第38-41页 |
| 3.2.1 形态学简介 | 第38-39页 |
| 3.2.2 形态学在魔方图像处理中的应用 | 第39-41页 |
| 3.3 魔方小块的标记 | 第41-46页 |
| 3.3.1 像素的连通性 | 第42页 |
| 3.3.2 魔方小块的标记算法 | 第42-46页 |
| 3.4 魔方图像颜色特征的提取和表达 | 第46-50页 |
| 3.4.1 RGB彩色空间到HSV彩色空间的转换 | 第46-47页 |
| 3.4.2 H分量直方图表达魔方颜色特征 | 第47-49页 |
| 3.4.3 颜色矩表达魔方颜色特征 | 第49-50页 |
| 3.5 基于H-S分量样本统计的魔方小块颜色识别 | 第50-51页 |
| 3.6 基于BP神经网络的魔方小块颜色识别 | 第51-57页 |
| 3.6.1 神经网络理论概述 | 第51-52页 |
| 3.6.2 BP神经网络的学习算法 | 第52-55页 |
| 3.6.3 BP神经网络的性质分析 | 第55-56页 |
| 3.6.4 BP神经网络识别魔方小块的颜色 | 第56-57页 |
| 3.7 本章小结 | 第57-59页 |
| 第4章 魔方复原算法研究 | 第59-85页 |
| 4.1 魔方的研究概况及构造 | 第59-60页 |
| 4.1.1 魔方的研究概况 | 第59页 |
| 4.1.2 魔方的构造 | 第59-60页 |
| 4.2 魔方复原的科学描述 | 第60-66页 |
| 4.2.1 魔方复原的状态描述 | 第60-62页 |
| 4.2.2 魔方复原的转动规则 | 第62-63页 |
| 4.2.3 魔方复原的方位坐标系 | 第63-64页 |
| 4.2.4 魔方复原的方向指数与状态函数 | 第64-66页 |
| 4.3 魔方复原的旋转对称性与周期性 | 第66-67页 |
| 4.3.1 魔方复原的旋转对称性 | 第66页 |
| 4.3.2 魔方复原的旋转周期性 | 第66-67页 |
| 4.4 魔方复原的镜像处理 | 第67页 |
| 4.5 魔方复原的约束循环 | 第67-70页 |
| 4.6 魔方按层复原算法分析 | 第70-83页 |
| 4.7 本章小结 | 第83-85页 |
| 第5章 魔方复原系统的测试与分析 | 第85-95页 |
| 5.1 实验环境 | 第85页 |
| 5.2 程序设计 | 第85-91页 |
| 5.2.1 系统总体设计 | 第85-87页 |
| 5.2.2 虚拟复原子系统设计与实现 | 第87-90页 |
| 5.2.3 LEGO魔方机器人复原的实现 | 第90-91页 |
| 5.3 实验结果分析 | 第91-93页 |
| 5.3.1 魔方图像分割测试与分析 | 第91-92页 |
| 5.3.2 魔方图像颜色识别测试与分析 | 第92页 |
| 5.3.3 魔方小块复位测试与分析 | 第92-93页 |
| 5.4 本章小结 | 第93-95页 |
| 第6章 总结和展望 | 第95-97页 |
| 6.1 总结 | 第95-96页 |
| 6.2 展望 | 第96-97页 |
| 参考文献 | 第97-101页 |
| 致谢 | 第101页 |
