پروژه بینایی سه بعدی با استفاده از نور ساختار یافته با الگوی رنگی پژوهشی کامل می باشد و در 5 فصل تنظیم شده است. شما میتوانید فهرست مطالب پروژه را در ادامه مشاهده نمایید.

پروژه بصورت فایل قابل ویرایش ورد(WORD) در 105 برگه برای رشته های مهندسی برق و الکترونیک در پایین همین صفحه قابل دانلود میباشد. شایسته یادآوری است که پروژه از ابتدا تا پایان ویرایش وتنظیم , سکشن بندی (section) ، نوشتن پاورقی (Footnote) و فهرست گذاری اتوماتیک کامل شده وآماده تحویل یا کپی برداری از مطالب مفید آن است.

بلافاصله بعد از پرداخت و خرید ، لینک دانلود نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک فایل مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد.

پیشگفتار

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 (شامل دو دوربين) يا استريو فتو گرامتري براي سنجش برد کوتاه داراي کاربردهاي زيادي مي باشد . اما اين سيستم در اندازه گيري فواصل کوتاه داراي نواقص و مشکلات مربوط به خود است . اين مطلب باعث شده روشهاي نور ساختار يافته در فواصل کوتاه بيشتر مورد توجه قرار گيرد . وجود کدينگ در نور ساختار يافته و کاربرد آن در تناظر يابي باعث بالاتر رفتن ضريب اطمينان مي شود . براي راه اندازي اين سيستم نياز به يک پروژکتور LCD و يک دوربين تصوير برداري است که با توجه به الگو از آن مي توان براي بازسازي اجسام متحرک نيز استفاده کرد . در اين ميان نقش اساسي را الگوريتم و نرم هدف از اين پروژه استخراج پروفايل سه بعدي اجسام به استفاده از روش نور ساختار افزار نوشته شده براي پردازش ها و اندازه گيريها برعهده دارد . مراحل کاري اين سيستم در فلوچارت به صورت کلي آورده شده است .

اين سيستم داراي کاربردهاي فراواني در استخراج مدل سه بعدي اجسامي از قبيل آثار هنري ، ايجاد مدل کامپيوتري از عروسکها و مجسمه ها در کاربردهاي انيميشن سازي دارد . همچنين داراي کاربردهاي قابل تطبيق، در سيستم هاي پزشکي و برخي مسائل صنعتي مانند مهندسي معکوس نيز مي باشد .

مقدمه

نظر به گستردگي روز افزون استفاده از سيستم هاي هوشمند لزوم بکار گيري سيستم هاي بينايي اتوماتيک و يا نيمه اتوماتيک به منظور بدست آوردن ابعاد جسم بر کسي پوشيده نيست . در همين راستا در صنايع نيز در ايستگاههاي بازرسي و کنترل کيفيت جهت بررسي دقيقتر ميزان تطابق قطعه ي درحال توليد با قطعه مورد نظر ، از سيستم هاي بينايي استفاده مي شود . بدين وسيله علاوه بر مشخص شدن مورد خطا ، محل دقيق آن و ميزان خرابي نيز مشخص مي شود .

از جمله موارد کاربرد ديگر سيستم بينايي مي توان به علوم نظامي ، پزشکي ، باستان شناسي ، راه و ساختمان و زمين شناسي و هدايت ربات اشاره کرد که روز به روز استفاده از سيستم هاي بينايي در آنها افزايش مي يابد . سيستم هاي بينايي معمولي ، تنها به گرفتن يک تصوير دو بعدي از جسم اکتفا ميکنند و قادر به تشخيص فاصله و يا ارتفاع و عمق نيستند . به همين دليل و براي داشتن اطلاعات بيشتر از جسم ، محققان تلاش خود را بر روي بدست آوردن اطلاعات از بعد سوم (محور Z) متمرکز کردند .

در راستاي اين تلاشها رهيافتهاي متفاوتي جهت اسکن سه بعدي يک جسم ارائه شد . در اين ميان اسکنرهاي تماسي مبتني بر سنسورهاي تماسي مکانيکي و اسکنرهاي غير تماسي مبتني بر تکنولژي اپتيکي از جمله راه کارهايي هستند که محققان در پيش رو دارند . و در اين ميان راه کارهاي اپتيکي به دليل انعطاف پذير بودن و هزينه قابل قبول ترجيح داده مي شوند . ضمن اينکه در خيلي از موارد از دقت و قدرت بالاتري در مقايسه با تکنولژي تماسي برخوردار هستند .

در تحقيق انجام شده پس از بررسي انواع روشهاي اپتيکي براي استخراج پروفايل سه بعدي ، يک سيستم نوري بر مبناي نور ساختاريافته کدينگ شده پس از بررسي روشهاي کار شده در اين زمينه ، پياده سازي مي شود .

فصل اول به بررسي روشهاي متفاوت استخراج مدل سه بعدي اشياء مي پردازد. علاوه بر آن کاربردهاي مختلف بينايي سه بعدي ارائه مي شود . در فصل دوم تکنيکهاي مختلف کدينگ الگو در نور ساختاريافته بررسي مي شود . در فصل سوم که آغازي براي پياده سازي است با طراحي يک نوع کدينگ به طراحي يک الگو پرداخته مي شود و پردازشهاي لازم اوليه در تصاوير براي کشف رمزها توضيح داده مي شوند . فصل چهارم با توضيح استفاده از شبکه عصبي براي تعيين کد رنگهاي بدست آمده در ادامه به حل مسئله تطابق مي پردازد و در نهايت يک بازسازي سه بعدي اوليه از جسم ارائه مي دهد . در نهايت در فصل پنجم به جمع بندي فصول گذشته پرداخته شده و پيشنهاداتي براي ادامه کار داده خواهند شد . در صفحه بعدي فلوچارتي از مراحل کلي کار آورده شده که به طور کلي نمايانگر مراحل کاري مي باشد .

فهرست مطالب

فصل اول، تئوري نور ساختار يافته و کاربردهاي بينايي سه بعدي

1-1- مقدمه. 5

1-2-روشهاي غير فعال استخرج پروفايل سه بعدي.. 5

1-2-1-روش استريو فتوگرامتري.. 5

1-3-روش هاي فعال استخراج شکل سه بعدي.. 6

1-3-1- استخراج فعال شکل با استفاده از تماس مستقيم.. 7

1-3-2- استخراج فعال شکل با استفاده از سنسور غير تماسي.. 8

1-3-3- روش ارسال امواج.. 8

1-3-4- روش هاي انعکاسي.. 9

1-3-5- روش هاي اينترفرومتريک.... 11

1-4- سيستم مجتمع تصوير برداري.. 14

1-5- مقايسه روش ها و تکنيک ها و کاربردهاي آن ها16

فصل دوم ، روش هاي مختلف کدينگ الگو

2-1- مقدمه. 20

2-2- روش هاي طبقه بندي کدينگ الگوهاي نوري.. 20

2-2-1- الگوهاي نوري از ديدگاه درجات رنگي.. 21

2-2-2- الگوهاي نوري از ديدگاه منطق کدينگ.... 22

2-3- روش هاي مبتني بر الگوهاي چند زمانه (کدينگ زماني)24

2-3-1- کدينگ هاي باينري.. 24

2-3-2- کدينگ با استفاده از مفهوم n-ary.. 25

2-3-3- کدينگ با استفاده از مفهوم انتقال مکاني.. 27

2-3-4- کدينگ با استفاده از همسايگي.. 27

2-4- روش هاي مبتني بر همسايگي هاي مکاني(کدينگ مکاني)29

2-4-1- کدينگ هاي غير متعارف (ابتکاري)29

2-4-2- کدينگ بر اساس دنباله De_Bruijn.. 30

2-4-3- کدينگ بر اساس منطق M-Arrays. 31

2-4-4- کدينگ مستقيم.. 33

2-5- نتيجه گيری فصل دوم. 34

فصل سوم ، پياده سازي کدينگ و پردازش تصوير

3-1- مقدمه. 36

3-2- توليد الگو با استفاده از De_Bruijn.. 37

3-3- ساختار سيستم نوري و شرايط تصوير برداري.. 41

3-4- پردازش تصوير. 43

3-5- نتيجه گيري فصل سوم. 54

فصل چهارم ، شناسايي رنگ و حل مسئله تطابق و بازسازي سه بعدي

4-1- مقدمه. 57

4-2- شبکه عصبي و شناسايي رنگ.... 58

4-3- طراحي شبکه عصبي.. 59

4-4- مسئله تطابق.. 64

4-5- بازسازي سه بعدي.. 68

4-6- بررسي خطاهاي موجود. 72

4-6-1- تغيير رنگ و خروجي غير قطعي شبکه. 72

4-6-2- ناپيوستگي هاي تصوير رنگي.. 72

4-6-3- خطاي همپوشاني.. 73

4-7- نتيجه گيري فصل پنجم.. 73

فصل پنجم ، نتيجه گيري و پيشنهادات

5-1- مقدمه. 76

5-2- انتخاب روش و پياده سازي.. 76

5-3- پيشنهادات... 77

پيوست الف... 78

پيوست ب... 87

فهرست منابع.. 93

فهرست شکل ها و جدول ها

شکل 1-1: ساختار سيستم استريوفتوگرامتري.. 6

شکل 1-2: روشهاي استخراج پروفايل سه بعدي.. 7

شکل 1-3: تصوير برداري از سطوح مختلف توسط رادار10

جدول 1-1: تاخير زماني امواج صوتي و نوري.. 10

شکل 1-4: a) مويره سايه b) مويره تصوير. 11

شکل 1-5: دستگاه اندازه گيري سه بعدي بر اساس روش مويره12

شکل 1-6: ساختار سيستم راستر استريو فتوگرامتري.. 13

شکل 1-7: ساختار يک سيستم مجتمع تصوير برداري.. 14

شکل 1-8: ساختار سيستم نور ساختار يافته. 15

شکل 1-9: تصوير نورساختار يافته موازي اين تصوير با تاباندن يک الگو با خطوط عمودي موازي بر روي صورت ساخته شده است... 16

جدول 1-2: مقايسه روش ها و کاربرد آن ها16

شکل2-1: طبقه بندي روش هاي کدينگ در نور ساختار يافته. 23

شکل2-2: پرده هاي نوري و نحوه بکارگيري يک الگوي چند زمانه. 25

شکل2-3: نمونه بازسازي تصوير مجسمه اسب و نقاط دست انسان به وسيله الگوي چند زمانه و روش Postdamer25

شکل2-4: نمونه الگوهاي طراحي شده با روش n-ary. 26

شکل2-5: نمونه بازسازي تصوير مجسمه اسب و نقاط دست انسان به وسيله الگوي چند زمانه و تکنيک n-ary 26

شکل2-6: نماي پيک تصوير و انتقال مکاني آن.. 28

شکل2-7: a) الگوي شامل خطوط بريده با اندازه خطوط به عنوان مشخصه مهم b) الگوي تشکيل شده از خطوط افقي با سه سطح خاکستري.. 30

شکل2-8: الگوي طراحي شده با دنباله De-Bruijn. 31

شکل 2-9: a) طراحي الگوي مرانو b)الگوي کامل شده مرانو. 32

شکل 2-10: نمونه بازسازي تصوير مجسمه اسب و نقاط دست انسان به وسيله تکنيک M-Array. 33

شکل 2-11: الگوي طراحي شده توسط گريفين.. 33

شکل 2-12: الگوي خاکستري در رمز نگاري مستقيم.. 34

شکل 3-1: گراف مربوط به B(2,3)38

شکل 3-2: نرم افزار نوشته شده براي توليد الگو و کد. 40

شکل 3-3: نمونه الگوي طراحي شده41

شکل 3-4: تابش نور و شرايط عکس برداري.. 42

شکل 3-5: فلوچارت مراحل تناظر يابي.. 44

شکل 3-6: عمل دوسطحي سازي در نرم افزار نوشته شده46

شکل 3-7: نمونه عمل دوسطحي سازي.. 46

شکل 3-8: نمونه خطاي ايجاد شده در استفاده از الگوريتم سبل.. 47

شکل 3-9: نمونه نا پيوستگي ايجاد شده در استفاده از الگوريتم اسکلت بندي ساده48

شکل 3-10: تصوير خروجي مرحله شناسايي لبه ها در نرم افزار نوشته شده48

شکل 3-11: تصوير خروجي مرحله شناسايي لبه ها پس از اعمال ماسک.... 49

شکل 3-12: نمونه تصوير خروجي مرحله نازک سازي.. 49

شکل 3-13: ماسک هاي استفاده شده براي کشف نقاط تقاطع.. 50

شکل3-14: دسته نقاط يافت شده به عنوان نقاط تقاطع.. 51

شکل 3-15: نقاط تقاطع نهايي.. 52

شکل 3-16: شکل رنگي نشان دهنده اثر همپوشاني خطوط.. 53

شکل 3-17: برچسب گذاري تصوير اسکلت بندي شده53

شکل 3-18: بخشي از فايل خروجي شناسايي خطوط.. 54

شکل 4-1: مقادير کانال هاي رنگي در تصوير گرفته شده از جسم.. 59

شکل 4-2: نرم افزار نوشته شده براي به دست آوردن نقاط نمونه از تصوير و مقادير کانال هاي رنگي متناظر نقاط از تصوير گرفته شده از جسم.. 60

شکل 4-3: شبکه عصبي طراحي شده61

شکل 4-4: نمودار خطاي آموزش شبکه. 62

شکل 4-5: نمودار خطاي آموزش شبکه. 62

جدول 4-1: قسمتي از اطلاعات خروجي شبکه پس از عمل گرد سازي.. 64

شکل 4-6: فلوچارت مراحل تناظر يابي.. 65

جدول 4-2: قسمتي از جدول امتياز دهي به تصوير نقاط الگو و تصوير جسم. ستونها مربوط به نقاط تصوير تابشي روي جسم و سطرها مربوط به نقاط تصوير الگو هستند. 66

جدول 4-3: قسمتي از جدول نقاط تناظر داده شده و اختلاف مختصات آنها68

شکل 4-7: تصوير يک جعبه تحت تابش.... 69

شکل 4-8: شکل سه بعدي جعبه از روي برايند اختلاف مختصات دو نقطه. 69

شکل 4-9: تصوير يک ماوس تحت تابش.... 70

شکل 4-10: شکل سه بعدي جعبه از روي برايند اختلاف مختصات دو نقطه. 71

شکل 4-11: تصوير يک گلدان تحت تابش.... 71

شکل 4-12: شکل سه بعدي گلدان از روي برايند اختلاف مختصات دو نقطه. 72