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GitHub地址:https://github.com/KezhiAdore/MultiRobots_CoverMap

码云地址:https://gitee.com/KezhiAdore/MultiRobots_CoverMap

一、问题提出

1. 背景

机器人在工业、国防和科学技术中的应用日益广泛, 它能够在枯燥和危险的复杂非结构化环境下工作。使用机器人大大提高了人们的工作效率, 改变了人们的生活方式, 带来了巨大的经济和社会效益, 有力地推动了有关学科和技术领域的发展。

区域覆盖是指携带有一定探测范围的传感器如激光、声纳等的机器人探索访问整个区域, 并完成相应任务的过程。区域覆盖是自主移动机器人的一项基本任务。

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频域滤波器简介

频域滤波器与空域滤波器相对,空域滤波器是空间卷积块与空间图像做卷积运算,而频域滤波是在将图像进行了离散傅里叶变换之后在频域上与滤波器做乘法,之后再进行傅里叶反变换得到滤波之后的图像。

使用频域滤波器对图像进行滤波的基本步骤:

  • 对图像进行DFT变换得到原图像的频域图像
  • 频域图像与频域滤波器相乘得到新的频域图像
  • 对新的频域图像进行IDFT变换到空域得到新图像。
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BP神经网络概述

BP神经网络是神经网络中最基础也是应用最多的神经网络,它由三层节点组成,分别为输入层,隐含层和输出层。BP神经网络的实现比较简单,主要分为正向传递输出和反向传递误差两部分。

神经网络的万能逼近定律:一维阶梯函数的线性组合可以逼近任何一维连续函数;sigmoid函数可以逼近阶梯函数,因此一维sigmoid函数的线性组合能够逼近任何连续函数。(1989年,Robert Hecht-Nielsen)这为神经网络的应用提供了理论依据。

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高通滤波器经常用来增强图像和提取图像的边缘信息,在日常的图像处理和图像识别中都有着很广泛的应用。这里要说明的高通滤波器主要有如下几种:非锐化掩膜,索贝尔算子,拉普拉斯算子,canny算法。

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低通滤波器在我们的日常生活中很有用,图像模糊,图像去噪以及图像识别都需要低通滤波器的处理。低通滤波即滤除图像中的高频部分(变化很快的部分),留下低频部分(变化不明显得到部分)。滤波器的实现有空域和频域两种:空域滤波器是直接在空间图像上进行操作,图像矩阵和滤波器算子进行卷积得到滤波后的输出;频域滤波器是将图像经过傅里叶变换到频域上再与滤波器做乘法得到输出。

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总体设计思路

视频的播放实际上就是一系列的图片按照一定的顺序,以一定的时间间隔连续播放所产生的视觉效果。因此,使用单片机驱动LCD去播放视频实际上就是让单片机以一定的时间间隔向LCD的缓存推送图片,让其不断刷新屏幕去切换图片即可。在文章的最后我放入了这个项目的源工程文件供大家参考。

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在数字图像处理中,直方图均衡是调整图像亮度,对比度,图像增晰等操作中常用的做法。对于图像中各个不同的颜色进行直方图统计,采取统计数据对于颜色进行重新映射,从而达到调整对比度,图像增晰的目的。

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图像配准即对于内容大致相同,但在角度,大小或是其他几何位置上有所偏差的两张或几张图像进行坐标变换。使得这些图像矫正到同一规整的大小,角度,坐标上。

图像配准对于图像拼接,制作全景图像,进行环境识别等方面有很大的用处。其原理简单,使用矩阵运算转换速度也很快,在选取映射点合适的情况下,配准效果很好。具体的转化方法如下:

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