求运动中的摆的长度
这个例子向你展示了如何计算运动中的摆的长度。您可以使用图像采集工具箱™在时间序列中捕获图像，并使用图像处理工具箱™分析它们。
步骤1:获取图像
加载运动中的钟摆的图像帧。mat文件中的帧pendulum.mat使用图像采集工具箱中的以下函数获取。
%访问图像采集设备(视频对象)。% vidimage = videoinput (winvideo, 1, ' RGB24_352x288 ');%配置对象捕捉每五帧。% vidimage。FrameGrabInterval = 5;%配置记录帧数。% nFrames = 50;% vidimage。FramesPerTrigger = nFrames;%访问设备的视频源。% src = getselectedsource (vidimage);%配置设备每秒提供30帧。% src。帧速率= 30;打开实时预览窗口。把相机聚焦到一个移动的钟摆上。%预览(vidimage);发起收购。%开始(vidimage);%等待数据日志记录完成后再检索数据。%等(vidimage 10);%从内存中提取帧。%帧= getdata(图像);%清理。删除和清除关联的变量。%删除(vidimage)%明显vidimage%负载MAT-file负载摆；
步骤2:用IMPLAY探索序列
运行如下命令查看implay．
implay(帧);
步骤3:选择钟摆摆动的区域
你可以看到，在图像系列的每一帧的上半部分，钟摆正在摆动。创建一个新的框架系列，只包含钟摆摆动的区域。
用。来裁剪一系列的帧imcrop第一次执行imcrop并存储其输出图像。然后使用前面输出的大小创建一系列帧区域。为了方便，请使用矩形装载了pendulum.mat在imcrop．
nFrames =大小(框架,4);first_frame =帧(:,:,:1);first_region = imcrop (first_frame、矩形);frame_regions = repmat(uint8(0)， [size(first_region) nFrames]);为数= 1:nFrames frame_regions(:,:,:,数)= imcrop(帧(::,:,计数),矩形);结束imshow(帧(:,:,:1))
步骤4:在每一帧分割钟摆
注意，钟摆比背景暗得多。你可以在每一帧中分割钟摆，通过将帧转换为灰度，使用阈值imbinarize，删除背景结构使用imopen和imclearborder．
初始化数组以包含分段摆架。
seg_pend = false([size(first_region,1) size(first_region,2) nFrames]); / /指定帧大小质心= 0 (nFrames, 2);se_disk = strel (“磁盘”3);为count = 1:nFrames fr = frame_regions(:，:，:，count);肾小球滤过率(gfr) = rgb2gray (fr);肾小球滤过率(gfr) = imcomplement (gfr);bw = imbinarize(肾小球滤过率(gfr)、7);%阈值由实验确定bw = imopen (bw, se_disk);bw = imclearborder (bw);seg_pend(:,:,数)= bw;蒙太奇({fr, labeloverlay(肾小球滤过率(gfr), bw)});暂停(0.2)结束
步骤5:在每一帧中找到分段摆的中心
你可以看到钟摆的形状在不同的框架中是不同的。这不是一个严重的问题，因为你只需要它的中心。你要用钟摆的中心来求钟摆的长度。
使用regionprops来计算钟摆的中心。
pend_centers = 0 (nFrames, 2);为nFrames属性= regionprops(seg_pend(:，:，count)，“重心”）;pend_centers(计数:)= property.Centroid;结束
显示摆中心使用情节．
x = pend_centers (: 1);y = pend_centers (:, 2);图绘制(x, y,“m”。)轴ij轴平等的持有在；包含(“x”）;ylabel (“y”）;标题(“摆中心”）;
步骤6:通过钟摆中心拟合一个圆来计算半径
重写圆的基本方程:
(x-xc)²+ (y-yc)²=半径²
在哪里(xc、yc)在参数方面，中心是什么一个，b，c作为
X ^2 + y^2 + a* X + b*y + c = 0
在哪里= 2 *我，b = 2 * yc,C = xc^2 + yc^2 -半径^2．
你可以求解参数一个，b,c用最小二乘法。将上面的方程重写为
A *x + b*y + c = -(x^2 + y^2)
也可以写成
[a;b;c] = -x^2 - y^2．
使用反斜杠(＼)算子。
圆半径是钟摆的长度，单位为像素。
ABC = [x y ones(length(x)，1)] \ -(x。^ 2 + y ^ 2);一个= abc (1);b = abc (2);c = abc (3);xc =——/ 2;yc = - b / 2;Circle_radius =√((xc^2 + yc^2) - c);pendulum_length =圆(circle_radius)
pendulum_length = 253
将圆和圆的圆心重叠在摆的圆心图上。
circle_theta =π/ 3:0.01:π* 2/3;x_fit = circle_radius * cos (circle_theta) + xc;y_fit = circle_radius * sin (circle_theta) + yc;情节(x_fit y_fit,“b -”）;情节(xc、yc“软”，“线宽”2);情节(xc x (1), (yc y (1)),“b -”）;文本(xc - 110, yc + 100, sprintf ('钟摆长度= %d像素'pendulum_length));
另请参阅
regionprops|imclearborder|imopen|imbinarize|imcomplement|labeloverlay
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