2019年8月3日至6日,河海大学“机器视觉人脸表情识别控制”实践团在河海大学常州校区英才楼创新实践实验室开展了研究与实践。
(图1:团队成员在讨论研究方案)
人脸是人最重要的外貌特征,由于脸部信息可以通过摄像头等非接触的方式取得,所以非常适合于作为身份鉴别的依据,该项目基于主动机器视觉,采用移动智能车技术、图像采集技术、图像智能识别与分析技术、实时数据库技术、人机交互等多种先进手段,研发一套人脸识别控制运动的智能车系统,可以完全替代某些不必要的接触式操作,达到解放人力的效果。通过查询资料,询问老师和学长,调试整定和实地测试,团队成员完成了图像识别和智能循迹的功能。
(图2:团队成员在查找相关论文)
项目开始前,团队成员在林善明副教授和江冰教授的指导下开展了会议,十八届学生科协电子技术部副部长彭成规划了整体项目的框架和具体流程。会议主要针对模型架构、机械结构搭建、传感器选择,以及识别和控制算法思路等进行了讨论交流。
(图3:团队成员在编写图像处理算法)
选定方案和确定分工后,团队成员即刻开展实践。图像处理是本项目的最大难点之一,不同环境下具有不同偶然因素的影响,尤其是阳光问题,会极大影响图像的处理。团队成员经过讨论和测试,决定放弃原图像以及二值化图像处理方法,改用灰度图,修改不同的灰度值即刻大致完成不同状态的识别,但仍然存在或多或少的噪点干扰。团队成员查找了资料并经过讨论,用OpenMV机器视觉模块进行图像采集,并采用“自适应阈值”算法、卡尔曼滤波算法进行图像处理,通过“数字形态学滤波器”进行中值记忆滤波,最终解决了问题。
(图4:团队成员在使用山外虚拟示波器查看波形)
(图5:团队成员在整定速度环PID参数)
经过不断的思考、测试、反馈和修改,考虑不同状态、不同环境对系统的影响,仿真、实物测试、参数再调整,技术方案不断趋于完善。团队成员彭成总结道:“测试反馈再测试的过程是疲劳且乏味的,这个过程很容易消磨人的热情与信心,使人身心俱疲。但是过程越困难,就越能考验人的耐力与意志,越能锻炼人的能力。在自己所做的努力实现了期望目标时,那种兴奋更加激增人的热情与信心,这也是科研项目中最值得回味与享受的部分。”
四天的项目实践并不是实践团的最终目标,以后还有更加艰难的困难,他们不仅是为了锻炼自己,同时也是跟进前沿科技的脚步,推动生产生活智能化。21世纪是知识经济的时代,学生的科创活动也是科教兴国战略的重要内容,“机器视觉人脸表情识别控制”实践团科创项目实践活动的开展是培养学生科创意识、动手能力的具体体现。实践团成员表示,未来还会继续深入研究,参加学科竞赛,享受每一次创新实践带来的乐趣。(文稿:高 杨 摄影:王潇祎)
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