基于MATLAB的视觉传感器直线路径跟踪系统

资 源 简 介

本MATLAB项目通过摄像头或图像数据实时检测并跟踪直线路径，实现路径识别、轨迹预测与动态跟踪功能。适用于机器人导航、自动驾驶辅助及工业直线检测等场景，自动提取直线特征并输出路径方向与曲率分析结果。

详 情 说 明

基于视觉传感器的直线路径跟踪系统

项目介绍

本项目是一个基于视觉传感器的直线路径跟踪系统，能够通过摄像头或图像数据实时检测并跟踪画面中的直线路径。系统核心功能包括路径识别、轨迹预测与动态跟踪，适用于机器人导航、自动驾驶辅助、工业直线检测等多种场景。通过图像预处理、霍夫变换直线检测以及PID控制算法，系统可自动提取图像中的直线特征，分析路径方向与曲率，并输出关键跟踪参数。

功能特性

• 实时直线检测：基于霍夫变换，快速准确地识别图像中的直线特征。
• 路径参数分析：计算检测直线的斜率、截距，并估计路径曲率。
• 动态跟踪控制：采用PID控制算法，根据检测结果生成跟踪指令，实现路径跟踪。
• 误差可视化：实时输出跟踪误差数据，并在图像上叠加显示检测到的直线及跟踪轨迹。
• 多源输入支持：支持单帧图像（RGB或灰度）或实时视频流输入（分辨率不低于640x480）。

使用方法

1. 准备输入源：确保图像或视频源就绪（如连接摄像头或指定图像文件路径）。
2. 运行主程序：启动系统主程序，系统将自动初始化并开始处理输入数据。
3. 查看输出结果：系统将实时显示处理后的可视化图像，并在控制台或指定输出文件中记录直线参数、曲率估计及跟踪误差。
4. 参数调整（可选）：可根据实际场景需求，在代码中调整图像预处理、直线检测或PID控制参数以优化性能。

系统要求

• 软件环境：MATLAB（建议R2018b或更高版本），需安装Image Processing Toolbox。
• 硬件要求：支持摄像头采集的计算机设备；处理实时视频流时，建议CPU不低于Intel i5或同等性能。
• 输入格式：图像支持JPG、PNG等常见格式；视频流支持标准USB摄像头或视频文件（如AVI、MP4）。

文件说明

主程序文件集成了系统的核心流程，主要负责初始化图像采集接口、循环读取视频帧或图像，依次执行图像灰度化、噪声过滤、边缘增强等预处理操作，随后调用霍夫变换函数识别图像中的显著直线结构，并依据检测结果计算路径的方位角、弯曲程度等几何属性。在此基础上，该文件通过PID控制器动态计算跟踪误差与调整量，最终实现直线路径的持续跟踪，同时将检测到的路径轮廓、实时跟踪轨迹以及关键参数数据叠加显示在图形界面中。