Como as câmeras inteligentes reconhecem objetos transparentes e reflexivos? SingTown Technology OpenMV resolve o desafio da competição.

Em competições de robótica, carrinhos ou braços mecânicos frequentemente precisam identificar a posição de objetos-alvo em cenários complexos para realizar tarefas de planejamento de rotas ou coleta.

Este projeto exige a identificação de alvos que consistem em cúpulas hemisféricas de acrílico translúcido, com aproximadamente 10 cm de diâmetro, apresentando uma borda de 2 cm na base. As cúpulas são posicionadas no centro do piso interno (em uma área de 4×4 metros). Pode haver até três alvos, com posições fixas.

O fundo é um piso não sólido com padrões simples, que pode facilmente causar reflexos e interferências de iluminação.

Para realizar o reconhecimento preciso de coordenadas e a estimativa de postura, a equipe participante planeja adotar a câmera inteligente OpenMV da SingTown como módulo de visão embarcado, realizando a detecção e localização em tempo real da cobertura de acrílico.

O sistema deve fornecer as coordenadas do ponto central do alvo no sistema de coordenadas da imagem e transmitir os dados ao sistema de controle principal do carrinho, permitindo navegação automática, ajuste de trajetória ou ativação de tarefas.

O projeto de competição de robótica baseia-se no sistema de detecção de alvos transparentes construído com a câmera inteligente OpenMV da SingTown. Sua tecnologia de visão computacional e reconhecimento de imagens, por meio da fusão de algoritmos de detecção de características reflexivas, extração de bordas e análise morfológica, permite a identificação precisa de capas acrílicas translúcidas sob condições complexas de iluminação.

Devido à forte reflexão e contornos fracos do material acrílico, o sistema primeiro utiliza algoritmos de limiar dinâmico e adaptação ao fundo para suprimir a interferência dos padrões do solo. Em seguida, através da detecção de bordas Sobel e operações morfológicas de fechamento, extrai os contornos das bordas do acrílico transparente. Para lidar com a reflexão, o sistema emprega a distribuição de luminosidade e detecção de brilho, distinguindo efetivamente os limites reais dos reflexos de luz.

Após a identificação, o programa calcula automaticamente as coordenadas do centro de massa (x, y) da cobertura de acrílico no campo de visão da câmera e as envia para a placa de controle principal do carrinho via porta serial.

Ao detectar múltiplos alvos, o algoritmo pode filtrar com base na área ou posição do alvo, identificando a cobertura na região central do local como o alvo principal.

Testes práticos demonstram que, em ambientes internos com iluminação uniforme, esta solução alcança uma taxa de sucesso de identificação superior a 93%, com um erro de posicionamento inferior a 1,5 centímetros (a câmera está posicionada a 30 centímetros do solo).

O sistema de visão embarcado OpenMV da SingTown possui alta velocidade de operação (taxa de quadros acima de 20fps), sendo adequado para cenários que exigem implantação na borda, como competições de robótica, navegação de veículos e captura por braços mecânicos.

A vantagem é que não requer marcadores, possui forte adaptabilidade a corpos transparentes e pode fornecer sinais de coordenadas de forma estável sob diferentes padrões de solo, fornecendo entrada visual precisa para sistemas de controle automático.