色彩追踪小车 - 图文

基于颜色识别的色彩追踪小车

颜色识别系统在现代控制系统中发挥着重要的作用，无论是材料，工业自动化，遥感技术，图像处理，产品质量检测，还是一些模糊检测技术，都需要对颜色进行探测识别。Labview软件平台提供了强大的图像识别功能，通过编程可以对摄像头传回的图像数据进行采集与处理，从而实现相应的控制。本文基于LabVIEW中的vision视觉组件，通过对摄像头传回的图像数据进行处理，通过调节阀值识别出不同的颜色并计算出该颜色物体的X,Y轴物理坐标值。通过这些参数对下位机NI myRIO控制的小车发送指令，实现小车的运动功能。配合对舵机的编程控制，使得摄像头实时跟随所追踪颜色的物体转动，从而实现更好的追踪效果。

【需要的软件】：LabVIEW、LabVIEWmyRIO组件、LabVIEWvision组件、LabVIEWreal-time组件、LabVIEW FPGA组件。

【需要的硬件】：智能小车基本组件、NI myRIO、L293D电机驱动模块、罗技270摄像头一个。

制作过程

1. 智能小车组件的安装，过程略。 2. 连接myRIO

正确安装NI myRIO，并与PC相连，再弹出Launch Wizard窗口后，按步骤继续。注意：要确保NI myRIO中软件的语言与PC中LabVIEW软件中支持的语言一致，当主机安装的是中文版本的LabVIEW软件时，必须在myRIO中安装一个Language Support for simplified Chinese。此外，虽然我们是通过USB线将myRIO连接到主机上，但是实际中是把USB端口虚拟成一个网口，所以会看到一个通过网络连接的设备，它也是有一个IP地址的。

因此，在连接myRIO的时候要将myRIO的IP地址设置为与USB的虚拟网口一致，才能正确连接PC端。

3. 新建myRIO工程

打开LabVIEW 2014，选择LabVIEW myRIO模式，新建myRIO project，配置路径及文件名后，选择USB连接，单击“完成”。至此，准备工作全部完成。

4. 主程序中采用顺序结构进行编程，顺序结构分为Initialize、Acquire and Process

Data和Close三部分组成。

5. Initialize

在Initialize帧中分别对摄像头、舵机、LED指示灯以及色彩范围进行了初始化。在LabVIEW中，采用NI IMAQ函数进行编程，对摄像头进行初始化。

其中，属性节点需要手动进行配置，右击属性节点，在类型处选择“IMAQdx”。在下面的属性中选择“Acquisition Attributes”中的“Video Mode”确认视频采集，在组件的右边创建常量9。

对舵机进行初始化，使初始舵机位置位于正前方，初始化函数如下。

将舵机初始化函数封装成子VI

，在条件选择端输入“Center”，即可完成

舵机初始化。对于所最终的色彩与其对应的阀值，在初始化中创建了一个色彩与阀值的簇常量。

其中125与160为色彩阀值的初始化，5对应图像浊化值初始化，2000对应物体大小，red为初始追踪颜色。 完整的初始化程序如下所示。

6. Acquire and Process Data

在Acquire and Process Data环节中由一个while循环构成主函数，与前面板进行色彩与颜色阀值交互，并对传回的图像数据进行采集与处理，并根据所得到的数据通过myRIO发出电机驱动信号，驱动小车进行色彩追踪。将色彩初始化的簇常量与前面板的交互输入相连，在前面板即可通过输入改变颜色与色彩阀值。

前面板交互界面为

将摄像头采集的图像数据以及初始化的图像数据传入colour_detection子VI

中进行处理。由于图像传入计算机之中后，所

有的颜色都可以由三原色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)表示。因此，可以通过调用IMAG ExtractSingleColorPlane函数将3原色之一的图像数据提取出来。

在程序中先进行了两次颜色的提取，一个是追踪目标红色Red，另一个为绿色Green或蓝色Blue中任意一个，程序中选择的是Green。这样蓝色Blue已经被去除了。

再采用IMAQ LogDiff函数，将残留在红色Red像素中的绿色Green像素彻底去除，从而实现红色物体的识别。