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基于机器视觉的多目标跟踪视觉系统
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       北京盈美智供应工业相机图像采集卡机器视觉产品的同时,还可根据用户的实际要求,进行从硬件到软件的全套图像处理系统集成。以下是北京盈美智依据客户需求,为实现蚂蚁的自动定位与跟踪而研发的多目标跟踪视觉系统。

基于机器视觉的多目标跟踪视觉系统

图1:基于机器视觉的多目标跟踪视觉系统

 

多目标跟踪视觉系统对蚂蚁的个体进行连续定位,同时识别多只蚂蚁

图2:多目标跟踪视觉系统对蚂蚁的个体进行连续定位,同时识别多只蚂蚁

需求:

       实现蚂蚁的自动定位与跟踪,对蚂蚁的个体进行连续定位,同时识别多只蚂蚁。自动保存识别的目标位置,并根据识别的位置定位单只蚂蚁移动的移动路径。

 

实现:

     1.硬件

      相机用的是海康威视的MV-CH250-21GM-F-NF相机,该相机具有5120*5120的分辨率,像元尺寸4.5µm,千兆网络接口, F接口、最高可达4.5帧每秒,支持自动或手动调节增益、曝光时间、 白平衡、Gamma 校正、LUT 等,兼容 GigE Vision 协议 V2.0 及 GenlCam 标准。自带散热风扇。

      镜头采用同样是海康威视的MVL-LF5028M-F镜头,是一款全画幅 50mm焦距的FA 镜头,该镜头具有超高分辨率,极限分辨率 3.1µm。最大像面尺寸Φ46mm,支持全画幅面阵和 8K 5µm 像元线阵相机。接口采用的是F 口可拆卸。

      光源采用的是博兴远志的BX-DR0-250-100-W与BX-P-KZQ-2的大尺寸环形红外光源与控制器组合,光源外径250mm内径100mm,能够完整的覆盖过检测目标区域。同时采用的是红外光不会影响到蚂蚁的正常活动。而控制器提供的IO接口能够与相机配合实现相机的采集自动触发光源。有效的提高光源的使用寿命。同时保证视场内光照的稳定,避免外界光的影响。

      2.目标

      为实现对每个蚂蚁进行单独定位的目的,对每个蚂蚁背上贴上ArUco码,通过软件定位该码实现目标的定位。由于蚂蚁尺寸的限制ArUco码的大小尺寸定在1mm以下。

      3.软件

      软件提供的ArUco模板的制作功能,用户可以通过设置字典类型、行距、边距等参数进行ArUco图像的制作。

      软件识别采用的算法是Opencv contrib中提供的ArUco识别算法,获取到图像之后,首先对目标物体进行轮廓定位、通过限定目标的各项区分是否需要进一步检测。对目标物体执行两次ArUco目标识别,第一次采用比较宽松的检测阈值,对目标进行定位,进一步过滤掉非目标物体。第二次通过自动调整检测参数实现ArUco的多次识别尝试,以提高识别的成功率。

      软件在识别的同时将采集到的图像,以及处理的结果都按照用户指定的位置进行了存储。用户可通过相关的记录文件对相应的数据进行分析处理。

      软件在提供了可连续采集、识别的功能之外,提供了离线处理的功能,用户可以通过保存的图像进行回测,用于重现当时的检测条件,以验证当前的检测结果。

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