北(běi)京盈美智科技發展有限公司自2000年成立以來，一(yī)直緻力于機器視覺領域，提供圖像處理分(fēn)析、機器視覺應用等全方位解決方案。公司代理銷售國際各大(dà)廠商(shāng)的工(gōng)業相機、圖像采集卡、光源及圖像處理模塊等視覺産品，還可根據用戶的實際要求，進行從硬件到軟件的全套圖像處理系統集成及圖像處理軟件定制服務。以下(xià)是北(běi)京盈美智依據客戶需求，爲實現螞蟻的自動定位與跟蹤而研發的多目标跟蹤視覺系統。

圖1：基于機器視覺的多目标跟蹤視覺系統

圖2：多目标跟蹤視覺系統對螞蟻的個體(tǐ)進行連續定位，同時識别多隻螞蟻

需求：

實現螞蟻的自動定位與跟蹤，對螞蟻的個體(tǐ)進行連續定位，同時識别多隻螞蟻。自動保存識别的目标位置，并根據識别的位置定位單隻螞蟻移動的移動路徑。

實現：

1.硬件

相機用的是海康威視的MV-CH250-21GM-F-NF相機，該相機具有5120*5120的分(fēn)辨率，像元尺寸4.5µm，千兆網絡接口， F接口、最高可達4.5幀每秒，支持自動或手動調節增益、曝光時間、 白(bái)平衡、Gamma 校正、LUT 等，兼容 GigE Vision 協議 V2.0 及 GenlCam 标準。自帶散熱風扇。

鏡頭采用同樣是海康威視的MVL-LF5028M-F鏡頭，是一(yī)款全畫幅 50mm焦距的FA 鏡頭，該鏡頭具有超高分(fēn)辨率，極限分(fēn)辨率 3.1µm。最大(dà)像面尺寸Φ46mm，支持全畫幅面陣和 8K 5µm 像元線陣相機。接口采用的是F 口可拆卸。

光源采用的是博興遠志(zhì)的BX-DR0-250-100-W與BX-P-KZQ-2的大(dà)尺寸環形紅外(wài)光源與控制器組合，光源外(wài)徑250mm内徑100mm，能夠完整的覆蓋過檢測目标區域。同時采用的是紅外(wài)光不會影響到螞蟻的正常活動。而控制器提供的IO接口能夠與相機配合實現相機的采集自動觸發光源。有效的提高光源的使用壽命。同時保證視場内光照的穩定，避免外(wài)界光的影響。

2.目标

爲實現對每個螞蟻進行單獨定位的目的，對每個螞蟻背上貼上ArUco碼，通過軟件定位該碼實現目标的定位。由于螞蟻尺寸的限制ArUco碼的大(dà)小(xiǎo)尺寸定在1mm以下(xià)。

3.軟件

軟件提供的ArUco模闆的制作功能，用戶可以通過設置字典類型、行距、邊距等參數進行ArUco圖像的制作。

軟件識别采用的算法是Opencv contrib中(zhōng)提供的ArUco識别算法，獲取到圖像之後，首先對目标物(wù)體(tǐ)進行輪廓定位、通過限定目标的各項區分(fēn)是否需要進一(yī)步檢測。對目标物(wù)體(tǐ)執行兩次ArUco目标識别，第一(yī)次采用比較寬松的檢測阈值，對目标進行定位，進一(yī)步過濾掉非目标物(wù)體(tǐ)。第二次通過自動調整檢測參數實現ArUco的多次識别嘗試，以提高識别的成功率。

軟件在識别的同時将采集到的圖像，以及處理的結果都按照用戶指定的位置進行了存儲。用戶可通過相關的記錄文件對相應的數據進行分(fēn)析處理。

軟件在提供了可連續采集、識别的功能之外(wài)，提供了離(lí)線處理的功能，用戶可以通過保存的圖像進行回測，用于重現當時的檢測條件，以驗證當前的檢測結果。