基于STM32的图像识别技术的激光追踪系统主要应用在复杂场景下的快速定位系统中。可在复杂的环境中快速检测到激光点。激光点的检测追踪属于对小目标的检测追踪,激光点像素只占背景像素的较小的一部分。因此,激光点检测追踪的难点在于对比度相对较低,边缘模糊,缺乏足够的信息支撑,信号强度在背景中也相对较弱,尤其是动态背景下的激光点检测追踪更加困难。因此以激光点的检测跟踪为代表的小目标检测技术一直是机器视觉领域热门的研究方向。同时,小目标检测是多学科交叉,综合性较强的研究方向,它涉及到计算机科学、光学、数学、电子学、控制科学等学科,在快速定位,空间探测等领域有广阔的发展前景。
该控制系统主要以STM32F103RCT6作为主控芯片,另外由串口通讯、舵机驱动系统、OpenMV机器视觉模块、直流减速电机组建。该系统能够在规划区域内对激光点进行实时定位跟踪,同时APP显示激光点跟踪误差,并尽可能的进行扩展运用在各种有噪声和混响的复杂环境中。为了提高准确性和精度,需要对常用的声源定位算法进行深入学习,采用了图像阈值分割算法和中值滤波降噪算法,并将其实现到OpenMV上。系统核心算法设计关键在于利用运动激光点和跟踪激光点间的差,从而进一步驱动舵机追踪激光点。在系统运行时,会实时向手机APP发送激光点的跟踪误差。
实际测试该系统运行稳定,传输可靠,定位平均误差小于3cm,动作平均响应小于1s,示值平均偏差小于3cm。仿真和实验结果表明,提出的设计方案,能够基于图像阈值分割算法达到定位及跟踪声源的目的,并通过削弱噪声影响从而减小误差。