Распознавание трехмерных объектов на сложном фоне по части контура

Представлено описание простого алгоритма распознавания трехмерных предметов; описан алгоритм оконтуривания проекций предметов и их частей на изобразительную плоскость; предложены методы распознавания трехмерных предметов по части контура в случаях простого и сложного фона, представлены результаты демонстрационных расчетов.

В ряде технических приложений весьма актуальной является задача распознавания техногенных трехмерных объектов, находящихся под разными ракурсами относительно устройства распознавания. Так, например, для ориентирования роботизированного мобильного комплекса (РМК) на пересеченной, заранее неизвестной местности, актуальной является задача анализа ситуации с помощью бортового вычислителя, исходя из информации, поставляемой системой технического зрения в реальном времени. Необходимо оперативно определять скорости объектов и расстояния до них, распознавать объекты, информация о которых имеется в базе данных бортового вычислителя, определять их положение в пространстве относительно мировой и бортовой систем координат.

В основу решения поставленной задачи был выбран метод анализа геометрических характеристик контурных линий, окаймляющих распознаваемый предмет на изобразительной плоскости, на которую они проецируются. Был предложен и испытан эффективный метод распознавания трехмерных объектов, ориентированных произвольным образом.

С использованием разработанной на основе этого метода вычислительной программы DETERMINATOR, осуществляется сравнение предъявляемого к распознаванию контура с эталонными контурами некоторого числа заранее заданных предметов в разных ракурсах, сжатая информация о которых размещена в базе данных. При применении в системах технического зрения метод кроме определения геометрического положения распознанного предмета в пространстве, позволяет определять также и расстояние до него.

На первом этапе испытания эффективности предлагаемого метода считается, что распознаваемый предмет располагается изолированно от других на однотонном фоне и на изобразительную плоскость проецируется только его внешний контур, причем на стадии создания базы данных он проецируется в полную величину, без каких-либо искажений.

В основу метода положено простое представление контура в виде набора некоторого небольшого количества цифр, инвариантного относительно трансляций, ротации и изменения масштаба. На первом этапе производится выбор характерных точек контура.