Hoe herkennen intelligente camera's transparante en reflecterende objecten? SingTown Technology lost het probleem van de OpenMV-competitie op.

In robotwedstrijden moeten karretjes of robotarmen vaak de positie van doelobjecten identificeren tegen complexe achtergronden om routeplanning of oprap-taken uit te voeren.

Dit project vereist de identificatie van doelen als halfdoorzichtige acryl halfrond kappen, met een diameter van ongeveer 10 centimeter, voorzien van een 2 centimeter brede rand aan de onderkant, geplaatst in het midden van de vloer in een binnenruimte (terrein van 4×4 meter). Er zijn maximaal drie doelen, waarvan de posities vastliggen.

De achtergrond is een niet-egale vloer met eenvoudige patronen, wat gemakkelijk reflecties en lichtinterferentie veroorzaakt.

Om nauwkeurige coördinatenherkenning en houdingsschatting te realiseren, plant het team de SingTown OpenMV intelligente camera te gebruiken als visuele module aan boord voor realtime detectie en positionering van de acrylkap.

Het systeem moet de positie van het middelpunt van het doel in het beeldcoördinatensysteem uitvoeren en de gegevens doorgeven aan het hoofdregelsysteem van het voertuig, om automatische navigatie, routeaanpassing of taaktriggering te realiseren.

Het robotwedstrijdproject is gebaseerd op het transparante objectdetectiesysteem van SingTown's OpenMV intelligente camera. De computer vision en beeldherkenningstechnologie, door de integratie van reflectiekenmerkdetectie, randextractie en morfologische analyse-algoritmen, kunnen onder complexe lichtomstandigheden een nauwkeurige herkenning van de doorschijnende acrylkap realiseren.

Vanwege de sterke reflectie en zwakke randcontouren van acryl, gebruikt het systeem eerst dynamische drempelwaarden en een achtergrondadaptief algoritme om de interferentie van grondpatronen te onderdrukken. Vervolgens worden Sobel-randdetectie en morfologische sluitingsoperaties toegepast om de randcontouren van transparant acryl te extraheren. Voor reflecties maakt het systeem gebruik van helderheidsverdeling en hooglichtdetectie, waardoor echte grenzen effectief worden onderscheiden van lichtvlekreflecties.

Na de herkenning berekent het programma automatisch de coördinaten (x, y) van het zwaartepunt van de acrylkap in het gezichtsveld van de camera en stuurt deze via de seriële poort naar het hoofdcontrolebord van de SingTown.

Bij het detecteren van meerdere doelen kan het algoritme selecteren op basis van de oppervlakte of positie van het doel, waarbij het de overkappingen in het centrale gebied van de locatie identificeert als de primaire doelen.

Praktische tests tonen aan dat deze oplossing in een binnenomgeving met uniforme verlichting een herkenningssuccespercentage van meer dan 93% kan bereiken, met een positiefout van minder dan 1,5 centimeter (camera op 30 centimeter hoogte).

SingTown OpenMV ingebedde visiesysteem werkt snel (meer dan 20 fps) en is geschikt voor scenario's die randimplementatie vereisen, zoals robotwedstrijden, karretjesnavigatie en robotarmgrijping.

Het voordeel is dat het geen markers nodig heeft, een sterke aanpassing aan transparante objecten biedt en stabiel coördinaatsignalen kan uitvoeren onder verschillende grondpatronen, wat nauwkeurige visuele invoer biedt voor automatische besturingssystemen.