Πώς αναγνωρίζει μια έξυπνη κάμερα διαφανή και αντανακλαστικά αντικείμενα; Η SingTown OpenMV λύνει τα προβλήματα του διαγωνισμού.

Στις διαγωνισμούς ρομπότ, τα αυτοκινητάκια ή οι βραχίονες μηχανών συχνά χρειάζεται να αναγνωρίσουν τη θέση του στόχου σε πολύπλοκα φόντα, προκειμένου να ολοκληρώσουν τον σχεδιασμό διαδρομής ή τις εργασίες ανάληψης.

Αυτό το έργο απαιτεί την αναγνώριση στόχων που είναι ημιδιαφανείς ακρυλικοί ημισφαιρικοί θόλοι, με διάμετρο περίπου 10 εκατοστά, με περίγραμμα 2 εκατοστών στο κάτω μέρος, τοποθετημένοι στο κέντρο του εσωτερικού δαπέδου (μέγεθος περιοχής 4×4 μέτρα). Μπορεί να υπάρχουν έως και τρεις στόχοι, με σταθερές θέσεις.

Το φόντο είναι μη ομοιόχρωμο δάπεδο με απλά σχέδια, που μπορεί εύκολα να προκαλέσει αντανακλάσεις και παρεμβολές φωτισμού.

Για την επίτευξη ακριβούς αναγνώρισης συντεταγμένων και εκτίμησης στάσης, η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει την έξυπνη κάμερα OpenMV της SingTown ως οπτική μονάδα επί του οχήματος, για την πραγματοποίηση πραγματικού χρόνου ανίχνευσης και εντοπισμού του ακρυλικού καλύμματος.

Το σύστημα πρέπει να εξάγει τις πληροφορίες του κεντρικού σημείου της θέσης του στόχου στο σύστημα συντεταγμένων της εικόνας και να μεταδίδει τα δεδομένα στο κύριο σύστημα ελέγχου του οχήματος, ώστε να επιτευχθεί αυτόματη πλοήγηση, προσαρμογή διαδρομής ή ενεργοποίηση εργασιών.

Το έργο ρομποτικού διαγωνισμού βασίζεται στο σύστημα ανίχνευσης διαφανών στόχων που κατασκευάστηκε με την έξυπνη κάμερα OpenMV της SingTown. Η τεχνολογία υπολογιστικής όρασης και αναγνώρισης εικόνας, μέσω της συγχώνευσης αλγορίθμων ανίχνευσης χαρακτηριστικών ανάκλασης, εξαγωγής άκρων και μορφολογικής ανάλυσης, μπορεί να επιτύχει ακριβή αναγνώριση ημιδιαφανών θόλων ακρυλικού υπό πολύπλοκες συνθήκες φωτισμού.

Λόγω της ισχυρής ανάκλασης και των αδύναμων περιγραμμάτων των ακρυλικών υλικών, το σύστημα χρησιμοποιεί πρώτα δυναμικό κατώφλι και αλγόριθμο προσαρμογής στο φόντο για να καταστείλει τις παρεμβολές από τα σχέδια του εδάφους. Στη συνέχεια, μέσω ανίχνευσης ακμών Sobel και μορφολογικής κλειστής λειτουργίας, εξάγει τα περιγράμματα των διαφανών ακρυλικών. Για την αντιμετώπιση της ανάκλασης, το σύστημα αξιοποιεί την κατανομή φωτεινότητας και την ανίχνευση φωτισμού, διαχωρίζοντας αποτελεσματικά τα πραγματικά όρια από τις αντανακλάσεις των φωτεινών κηλίδων.

Μετά την ολοκλήρωση της αναγνώρισης, το πρόγραμμα υπολογίζει αυτόματα τις συντεταγμένες του κέντρου μάζας (x, y) του ακρυλικού καλύμματος στο οπτικό πεδίο της κάμερας και τις αποστέλλει μέσω σειριακής θύρας στον κύριο πίνακα ελέγχου του SingTown.

Κατά τον εντοπισμό πολλαπλών στόχων, ο αλγόριθμος μπορεί να φιλτράρει βάσει της επιφάνειας ή της θέσης του στόχου, αναγνωρίζοντας το κάλυμμα στην κεντρική περιοχή του χώρου ως τον κύριο στόχο.

Πειραματικές μετρήσεις δείχνουν ότι αυτό το σχέδιο μπορεί να επιτύχει ποσοστό αναγνώρισης άνω του 93% σε εσωτερικούς χώρους με ομοιόμορφο φωτισμό, με σφάλμα θέσης μικρότερο από 1,5 εκατοστά (η κάμερα βρίσκεται σε απόσταση 30 εκατοστών από το έδαφος).

Το ενσωματωμένο οπτικό σύστημα SingTown OpenMV λειτουργεί με υψηλή ταχύτητα (ρυθμός καρέ πάνω από 20fps), είναι κατάλληλο για σενάρια που απαιτούν ανάπτυξη στο περιθώριο, όπως διαγωνισμοί ρομποτικής, πλοήγηση μικρών οχημάτων και ανάληψη από μηχανικούς βραχίονες.

Το πλεονέκτημά του είναι ότι δεν απαιτεί σημάδια, προσαρμόζεται καλά σε διαφανή αντικείμενα και μπορεί να παράγει σταθερά σήματα συντεταγμένων κάτω από διαφορετικά σχέδια δαπέδου, παρέχοντας ακριβείς οπτικές εισόδους στο αυτόματο σύστημα ελέγχου.