讓機(jī)器人辨別顏色項(xiàng)目3CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09項(xiàng)目導(dǎo)入01服務(wù)機(jī)器人Walker的視覺導(dǎo)航機(jī)器人是如何看世界的呢？41項(xiàng)目導(dǎo)入CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09項(xiàng)目任務(wù)02識(shí)別綠色小球勾勒小球輪廓識(shí)別綠色小球72項(xiàng)目任務(wù)CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09學(xué)習(xí)目標(biāo)03知識(shí)目標(biāo)職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)技能目標(biāo)1理解人眼分辨顏色的原理、可見光譜、三原色學(xué)說等基礎(chǔ)知識(shí)；2理解機(jī)器識(shí)別顏色的原理；3了解顏色傳感器的工作原理；4理解攝像頭識(shí)別顏色的原理；5熟悉常見顏色的HSV范圍；6了解OpenCV輪廓集的結(jié)構(gòu)。知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)、職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)10學(xué)習(xí)目標(biāo)31能對(duì)圖像色彩空間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；2能對(duì)圖像進(jìn)行二值化；3能對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的操作；4能編程尋找圖像輪廓；5能編程繪制圖像輪廓。技能目標(biāo)：1培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、規(guī)范的職業(yè)素質(zhì)；2培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作及表達(dá)溝通能力；3培養(yǎng)學(xué)生跟蹤新技術(shù)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力;4培養(yǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)、操作規(guī)范意識(shí)、服務(wù)質(zhì)量意識(shí)等。職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)：CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09知識(shí)鏈接04人眼分辨顏色的原理認(rèn)識(shí)色彩空間機(jī)器識(shí)別顏色的原理認(rèn)識(shí)顏色傳感器認(rèn)識(shí)OpenCV開源視覺庫機(jī)器人識(shí)別顏色方案設(shè)計(jì)來源：可見光譜中的電磁輻射對(duì)人眼視錐細(xì)胞的刺激。人眼分辨顏色的原理三原色理論：自然界的各種顏色可近似由紅綠藍(lán)三色組合而成。視桿細(xì)胞：感受光線亮暗，不識(shí)別顏色。視錐細(xì)胞：能感應(yīng)顏色。人類個(gè)體對(duì)顏色的區(qū)分具有一定的主觀性。13知識(shí)鏈接4電子系統(tǒng)同時(shí)產(chǎn)生紅綠藍(lán)三原色子像素，由人腦視覺系統(tǒng)產(chǎn)生感知色彩。機(jī)器識(shí)別顏色的原理因?yàn)镠SV空間對(duì)顏色比較敏感，所以實(shí)際使用時(shí)先將顏色由RGB空間轉(zhuǎn)至HSV空間。144知識(shí)鏈接色彩空間按照基本結(jié)構(gòu)分為兩大類：基色色彩空間、色亮分離色彩空間。認(rèn)識(shí)色彩空間RGB色彩空間：RGB各分為256級(jí)，可組合出一千六百多萬種不同的顏色。Gray色彩空間：只有一個(gè)通道，每像素占8位。Gray=0.299*R+0.587*G+0.114*BHSV色彩空間：包含色相、飽和度和明度等三要素，這樣來描述色彩更加自然直觀。154知識(shí)鏈接利用色敏元器件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，緊接著進(jìn)行微小電流信號(hào)預(yù)處理，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)字信號(hào)交予單片機(jī)或微機(jī)處理，最后輸出特定的RGB值，通過比色卡對(duì)比，輸出顏色值。認(rèn)識(shí)顏色傳感器主要分為CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器。164知識(shí)鏈接工作過程分類組成結(jié)構(gòu)：上：增光鏡片；中：色塊網(wǎng)格；下：感應(yīng)線路。CCD圖像傳感器分色方式：RGB原色分色法：CMYG補(bǔ)色分色法：174知識(shí)鏈接原理：利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。組成結(jié)構(gòu)：放大器與AD轉(zhuǎn)換電路。與CCD的對(duì)比：結(jié)構(gòu)復(fù)雜；分辨率略遜；有良率優(yōu)勢(shì)；噪聲多。CMOS圖像傳感器184知識(shí)鏈接地位：計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)的首選軟件庫。發(fā)展歷程：1999年啟動(dòng)研發(fā)，英特爾俄羅斯研發(fā)中心專家是首批研發(fā)人員。主要模塊：參見右圖。環(huán)境配置：安裝32位版本，具體步驟參見教材。認(rèn)識(shí)OpenCV開源視覺庫194知識(shí)鏈接機(jī)器人識(shí)別顏色方案設(shè)計(jì)204知識(shí)鏈接第一階段：在個(gè)人PC端Windows系統(tǒng)下調(diào)試好程序。第二階段：移植到機(jī)器人終端樹莓派系統(tǒng)中。CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05學(xué)習(xí)目標(biāo)03任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09任務(wù)實(shí)施06項(xiàng)目準(zhǔn)備05硬件條件軟件條件23項(xiàng)目準(zhǔn)備5硬件條件24項(xiàng)目準(zhǔn)備5軟件條件CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02知識(shí)鏈接04任務(wù)實(shí)施06學(xué)習(xí)目標(biāo)03任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06在PC端編寫調(diào)試圖像顏色識(shí)別程序在機(jī)器人端移植調(diào)試圖像顏色識(shí)別程序搭建PC端調(diào)試環(huán)境原則：PC端軟件環(huán)境盡量保持與智能人形機(jī)器人的一致。安裝Python：下載Python3.9.6；安裝配置：參見教材，注意要把Python添加到環(huán)境變量中；驗(yàn)證Python版本：安裝OpenCV：下載安裝OpenCV；驗(yàn)證OpenCV的版本號(hào)，查看是否是4.5.3.56。27任務(wù)實(shí)施6286任務(wù)實(shí)施編寫PC端顏色識(shí)別程序（二）編寫PC端顏色識(shí)別程序（一）編寫PC端顏色識(shí)別程序296任務(wù)實(shí)施編寫PC端顏色識(shí)別程序（三）編寫PC端顏色識(shí)別程序306任務(wù)實(shí)施編寫PC端顏色識(shí)別程序（四）編寫PC端顏色識(shí)別程序Python版本：使用Python3版本。攝像頭：位于面部中央。316任務(wù)實(shí)施機(jī)器人端程序移植調(diào)試326任務(wù)實(shí)施移植調(diào)試機(jī)器人端顏色識(shí)別程序（一）移植調(diào)試機(jī)器人端顏色識(shí)別程序（二）移植調(diào)試機(jī)器人端顏色識(shí)別程序336任務(wù)實(shí)施移植調(diào)試機(jī)器人端顏色識(shí)別程序（三）移植調(diào)試機(jī)器人端顏色識(shí)別程序（四）移植調(diào)試機(jī)器人端顏色識(shí)別程序CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03任務(wù)評(píng)價(jià)07項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06知識(shí)鏈接04任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09任務(wù)評(píng)價(jià)07自我評(píng)價(jià)教師評(píng)價(jià)小組評(píng)價(jià)36任務(wù)評(píng)價(jià)7自我評(píng)價(jià)小組評(píng)價(jià)與教師評(píng)價(jià)37任務(wù)評(píng)價(jià)7CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03任務(wù)拓展08項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07知識(shí)鏈接04項(xiàng)目小結(jié)09任務(wù)拓展08使用機(jī)器人對(duì)多個(gè)顏色物體進(jìn)行識(shí)別，且按面積由小