Jak inteligentní kamera rozpoznává průhledné a lesklé předměty? SingTown Technology OpenMV řeší soutěžní výzvu.

V robotických soutěžích musí vozítka nebo robotické paže často rozpoznat polohu cílového objektu v složitém pozadí, aby mohly dokončit plánování trasy nebo úlohy sběru.

Tento projekt vyžaduje identifikaci cíle, kterým je poloprůhledná akrylová polokulovitá kopule o průměru přibližně 10 cm, s 2 cm širokým lemem na spodní části. Umístěna je ve středu vnitřní podlahové plochy (rozměry prostoru 4×4 metry). Maximální počet cílů jsou tři a jejich pozice jsou pevně dané.

Pozadí není jednobarevná podlaha, má jednoduchý vzor, což snadno způsobuje odlesky a rušení světlem.

Pro dosažení přesné identifikace souřadnic a odhadu polohy plánuje soutěžní tým použít inteligentní kameru OpenMV od společnosti SingTown jako vizuální modul vozidla pro detekci a lokalizaci akrylového krytu v reálném čase.

Systém musí vygenerovat informace o středovém bodě polohy cíle v souřadnicovém systému obrazu a přenést data do hlavního řídicího systému SingTown vozíku, aby bylo možné realizovat automatickou navigaci, úpravu trasy nebo spuštění úlohy.

Robotický soutěžní projekt využívá transparentní systém detekce cílů postavený na inteligentní kameře OpenMV od společnosti SingTown. Jeho technologie počítačového vidění a rozpoznávání obrazu, která kombinuje algoritmy detekce odrazivých vlastností, extrakce hran a morfologické analýzy, umožňuje přesnou identifikaci poloprůhledných akrylových krytů i za složitých světelných podmínek.

Vzhledem k silnému odrazu akrylového materiálu a slabému obrysu hran systém nejprve využívá dynamický práh a adaptivní algoritmus pozadí k potlačení rušení vzorů na podlaze. Následně pomocí detekce hran Sobel a morfologické uzavírací operace extrahuje obrys hran transparentního akrylu. Pro řešení odrazů systém využívá distribuci jasu a detekci odlesků, čímž účinně rozlišuje skutečné hranice a odrazy světelných skvrn.

Po identifikaci program automaticky vypočítá souřadnice těžiště (x, y) akrylového krytu v zorném poli kamery a odešle je přes sériový port do hlavní řídicí desky vozítka.

Při detekci více cílů může algoritmus filtrovat podle plochy nebo polohy cíle a identifikovat kryty v centrální oblasti hřiště jako hlavní cíle.

Praktické testy ukazují, že tento přístup dosahuje v rovnoměrně osvětleném vnitřním prostředí úspěšnost rozpoznání přes 93 %, s polohovou chybou menší než 1,5 cm (kamera umístěna 30 cm nad zemí).

SingTown OpenMV vestavěný vizuální systém pracuje rychle (rychlost snímání nad 20 fps) a je vhodný pro scénáře vyžadující nasazení na okraji sítě, jako jsou robotické soutěže, navigace vozítek nebo uchopování robotickými rameny.

Její předností je, že nevyžaduje značky, má silnou adaptabilitu na průhledné objekty a dokáže stabilně poskytovat souřadnicové signály na různých povrchových vzorech, čímž poskytuje přesný vizuální vstup pro automatické řídicí systémy.