一种移动电子实训台实验用具位置识别判断方法

1.本发明涉及位置识别技术领域，具体来说，涉及一种移动电子实训台实验用具位置识别判断方法。


背景技术：

2.随着时代智能化、数字化的发展，各种新兴技术融入到校园教育中，电子技术课程是电类和部分非电类专业的重要技术基础课，电子技术是一门实践性强、实用性广的学科，要掌握电子技术必须做好实践性教学环节，即实验、实训等与理论课程密切相关的环节；电子技术实训的主要内容是熟悉电路元件、检查和熟悉各种工具的使用方法、在电路板上焊接元件、完成模拟电子技术实验和数字电子技术实验等，因此，电子实训台得到了广泛的应用。
3.目前，电子实训台在使用过程中为了使得使用者下次能够更好的实现对电子实训台的使用，往往需要使用者在实训完成后要将实训台上的实验用具进行规范位置的摆放，然而，由于某些使用者无意或随意的摆放使得实验用具往往不能正确的摆放至规范区域内，从而使得每次实训完成后需要工作人员对每个实训台上实验用具的摆放位置进行逐一检查，极大地加大了工作人员的工作量，不能很好的满足于人们的使用需求，因此，本发明提出了一种移动电子实训台实验用具位置识别判断方法。


技术实现要素：

4.针对相关技术中的问题，本发明提出一种移动电子实训台实验用具位置识别判断方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
5.为此，本发明采用的具体技术方案如下：
6.一种移动电子实训台实验用具位置识别判断方法，该方法包括以下步骤：
7.s1、基于射频识别技术实现对电子实训台上电子设备开启及关闭状态的控制；
8.s2、利用预设的图像采集设备获取电子实训台上实验用具的位置图像，并进行预处理；
9.s3、利用图像识别技术对电子实训台上实验用具的摆放位置进行识别及判断。
10.进一步的，所述电子实训台的内部设置有硬件控制组，所述硬件控制组的内部设置有控制芯片、继电器、光敏电阻、rfid模块及电器被控端。
11.进一步的，所述基于射频识别技术实现对电子实训台上电子设备开启及关闭状态的控制包括以下步骤：
12.s11、利用rfid模块识别预先录入的id信号，并通过控制芯片控制继电器启动电子实训台上的电脑及显示器；
13.s12、再次利用rfid模块识别预先录入的id信号，并通过控制芯片控制继电器关闭电子实训台上的电脑及显示器。
14.进一步的，所述基于射频识别技术实现对电子实训台上电子设备开启及关闭状态
的控制还包括以下步骤：
15.利用控制芯片获取光敏电阻的实时采集数据，并分析计算得到最佳亮度；
16.利用分析计算得到的最佳亮度对电子实训台上的节能灯亮度进行自适应调节。
17.进一步的，所述利用预设的图像采集设备获取电子实训台上实验用具的位置图像，并进行预处理之前还包括以下步骤：
18.对各实验用具在电子实训台上的预设位置进行标定，得到若干标定区域，其中，标定区域的面积大于实验用具的面积；
19.将若干标定区域分别涂覆不同的颜色，并建立实验用具与颜色的关系对应表。
20.进一步的，所述利用预设的图像采集设备获取电子实训台上实验用具的位置图像，并进行预处理包括以下步骤：
21.s21、利用预先安装于电子实训台顶部的摄像头实时获取电子实训台表面实验用具的位置图像；
22.s22、采用中值滤波法对位置图像表面的噪音进行去除，并利用图像超分法对位置图像进行超分重建。
23.进一步的，所述采用中值滤波法对位置图像表面的噪音进行去除，并利用图像超分法对位置图像进行超分重建包括以下步骤：
24.s221、采用中值滤波法对位置图像表面的噪音进行去除，并判断位置图像的分辨率是否低于预设阈值；
25.s222、将低于预设阈值的位置图像导入srgan网络进行处理，并对srgan网络中的放大倍数、学习率及迭代次数的核心运行参数进行设置；
26.s223、通过srgan网络中三个卷积层进行逐步处理，生成高分辨率的位置图像。
27.进一步的，所述利用图像识别技术对电子实训台上实验用具的摆放位置进行识别及判断包括以下步骤：
28.s31、获取超分重建后的位置图像，并利用基于卷积神经网络的目标检测算法获取位置图像中实验用具的位置及类别；
29.s32、利用目标颜色识别法对位置图像中标定区域的颜色进行识别；
30.s33、基于实验用具与颜色的关系对应表判断位置图像中实验用具的位置是否摆放正确，若是，则发出实验用具摆放正确的提示，若否，则发出实验用具摆放错误的提示。
31.进一步的，所述获取超分重建后的位置图像，利用基于卷积神经网络的目标检测算法获取位置图像中实验用具的位置及类别包括以下步骤：
32.s311、获取超分重建后的位置图像，并通过选择性搜索方法自上而下提取预设数量的框作为候选区域；
33.s312、将筛选的候选区域边缘扩展成227x227大小，并使用卷积神经网络提取每个候选区域的特征；
34.s313、利用预设的线性svm分类器对每个候选区域进行分类，并对已完成分类的候选区域框进行坐标回归，得到实验用具的位置及类别。
35.进一步的，所述利用目标颜色识别法对位置图像中标定区域的颜色进行识别包括以下步骤：
36.s321、计算标定区域所有像素点的颜色隶属度的和sum(k)，k为整数，且0《k《12；
37.s322、将颜色隶属度的和sum(k)按照大到小的顺序进行排序；
38.s323、查找满足的最小m值，t为阈值，0.2《t《0.95；
39.s324、输出颜色隶属度的和sum(k)对应的前m中颜色，即为位置图像中标定区域的颜色。
40.本发明的有益效果为：通过基于射频识别技术实现对电子实训台上电子设备开启及关闭状态的控制，不仅可以实现电子实训台的智能控制，而且还可以智能记录使用人员信息，方便实训教室的管理；通过利用预设的图像采集设备获取电子实训台上实验用具的位置图像进行预处理，并利用图像识别技术对电子实训台上实验用具的摆放位置进行识别及判断，从而可以实现对实训台上实验用具摆放位置的识别与判断，辨别出各实验用具的摆放位置是否位于规范区域内，相比于传统的人为逐一检查方式，有效地降低了工作人员的工作量，可以更好地满足于企业的使用需求。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1是根据本发明实施例的一种移动电子实训台实验用具位置识别判断方法的流程示意图。
具体实施方式
43.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
44.根据本发明的实施例，提供了一种移动电子实训台实验用具位置识别判断方法。
45.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的一种移动电子实训台实验用具位置识别判断方法，该方法包括以下步骤：
46.s1、基于射频识别技术实现对电子实训台上电子设备开启及关闭状态的控制；
47.其中，所述电子实训台由铝骨架、显示器、硬件控制组、电脑、万向轮、摄像头、节能灯组成，电子实训台的内部设置有硬件控制组，所述硬件控制组的内部设置有控制芯片、继电器、光敏电阻、rfid模块及电器被控端。
48.具体的，所述基于射频识别技术实现对电子实训台上电子设备开启及关闭状态的控制包括以下步骤：
49.s11、利用rfid模块识别预先录入的id信号，并通过控制芯片控制继电器启动电子实训台上的电脑及显示器；
50.s12、再次利用rfid模块识别预先录入的id信号，并通过控制芯片控制继电器关闭电子实训台上的电脑及显示器。
51.此外，所述基于射频识别技术实现对电子实训台上电子设备开启及关闭状态的控制还包括以下步骤：
52.利用控制芯片获取光敏电阻的实时采集数据，并分析计算得到最佳亮度；利用分析计算得到的最佳亮度对电子实训台上的节能灯亮度进行自适应调节。
53.s2、利用预设的图像采集设备获取电子实训台上实验用具的位置图像，并进行预处理；
54.其中，所述利用预设的图像采集设备获取电子实训台上实验用具的位置图像，并进行预处理之前还包括以下步骤：
55.对各实验用具在电子实训台上的预设位置进行标定，得到若干标定区域，其中，标定区域的面积大于实验用具的面积；将若干标定区域分别涂覆不同的颜色，并建立实验用具与颜色的关系对应表。
56.具体的，所述利用预设的图像采集设备获取电子实训台上实验用具的位置图像，并进行预处理包括以下步骤：
57.s21、利用预先安装于电子实训台顶部的摄像头实时获取电子实训台表面实验用具的位置图像；
58.s22、采用中值滤波法对位置图像表面的噪音进行去除，并利用图像超分法对位置图像进行超分重建。
59.所述采用中值滤波法对位置图像表面的噪音进行去除，并利用图像超分法对位置图像进行超分重建包括以下步骤：
60.s221、采用中值滤波法对位置图像表面的噪音进行去除，并判断位置图像的分辨率是否低于预设阈值，具体的，本实施例中阈值为480*480，且该预设阈值可人工修改；
61.s222、将低于预设阈值的位置图像导入srgan网络进行处理，并对srgan网络中的放大倍数、学习率及迭代次数的核心运行参数进行设置；
62.s223、通过srgan网络中三个卷积层进行逐步处理，生成高分辨率的位置图像，具体包括以下步骤：
63.利用第一卷积层抽取原始实时图像的特征点；通过第二卷积层对特征点进行非线性映射，实现对每个特征点缺失细节的预测；利用第三层卷积层组合映射后的图像，生成高分辨率的图像。
64.s3、利用图像识别技术对电子实训台上实验用具的摆放位置进行识别及判断。
65.其中，所述利用图像识别技术对电子实训台上实验用具的摆放位置进行识别及判断包括以下步骤：
66.s31、获取超分重建后的位置图像，并利用基于卷积神经网络的目标检测算法获取位置图像中实验用具的位置及类别；
67.具体的，所述获取超分重建后的位置图像，利用基于卷积神经网络的目标检测算法获取位置图像中实验用具的位置及类别包括以下步骤：
68.s311、获取超分重建后的位置图像，并通过选择性搜索方法自上而下提取预设数量的框作为候选区域；
69.s312、将筛选的候选区域边缘扩展成227x227大小，并使用卷积神经网络提取每个候选区域的特征；
70.s313、利用预设的线性svm分类器对每个候选区域进行分类，并对已完成分类的候选区域框进行坐标回归，得到实验用具的位置及类别。
71.s32、利用目标颜色识别法对位置图像中标定区域的颜色进行识别；
72.具体的，所述利用目标颜色识别法对位置图像中标定区域的颜色进行识别包括以下步骤：
73.s321、计算标定区域所有像素点的颜色隶属度的和sum(k)，k为整数，且0《k《12；
74.s322、将颜色隶属度的和sum(k)按照大到小的顺序进行排序；
75.s323、查找满足的最小m值，t为阈值，0.2《t《0.95；
76.s324、输出颜色隶属度的和sum(k)对应的前m中颜色，即为位置图像中标定区域的颜色。
77.s33、基于实验用具与颜色的关系对应表判断位置图像中实验用具的位置是否摆放正确，若是，则发出实验用具摆放正确的提示，若否，则发出实验用具摆放错误的提示。
78.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过基于射频识别技术实现对电子实训台上电子设备开启及关闭状态的控制，不仅可以实现电子实训台的智能控制，而且还可以智能记录使用人员信息，方便实训教室的管理；通过利用预设的图像采集设备获取电子实训台上实验用具的位置图像进行预处理，并利用图像识别技术对电子实训台上实验用具的摆放位置进行识别及判断，从而可以实现对实训台上实验用具摆放位置的识别与判断，辨别出各实验用具的摆放位置是否位于规范区域内，相比于传统的人为逐一检查方式，有效地降低了工作人员的工作量，可以更好地满足于企业的使用需求。
79.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。