Hoe herkennen slimme camera's transparante en reflecterende objecten? SingTown Technology OpenMV lost wedstrijduitdagingen op.

In robotwedstrijden moeten karretjes of robotarmen vaak de positie van doelobjecten herkennen tegen complexe achtergronden om routeplanning of opdrachtuitvoering te voltooien.

Dit project vereist de identificatie van doelen als halfdoorzichtige acryl halfronden koepels, met een diameter van ongeveer 10 centimeter, voorzien van een 2 centimeter brede rand aan de onderkant, geplaatst in het midden van de binnenruimte op de grond (veldgrootte 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 lichtverstoringen kan veroorzaken.

Om nauwkeurige coördinatenherkenning en houdingsschatting te realiseren, is het team van plan om 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-informatie van het middelpunt van het doel in het beeldcoördinatensysteem uitvoeren en de gegevens doorgeven aan het hoofdregelsysteem van het SingTown-voertuig om automatische navigatie, routeaanpassing of taaktriggering te realiseren.

Het robotcompetitieproject is gebaseerd op het transparante objectdetectiesysteem van SingTown Technology's OpenMV intelligente camera. De computer vision- en beeldherkenningstechnologie maakt gebruik van een combinatie van reflectiekenmerkdetectie, randextractie en morfologische analyse-algoritmen, waardoor nauwkeurige herkenning van doorschijnende acrylafdekkingen mogelijk is onder complexe lichtomstandigheden.

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 de randcontouren van transparant acryl geëxtraheerd via Sobel-randdetectie en morfologische sluitingsoperaties. Voor reflecties maakt het systeem gebruik van helderheidsverdeling en hooglichtdetectie, waardoor echte grenzen effectief worden onderscheiden van lichtvlekreflecties.

Na identificatie 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 hoofdregelbord van SingTown.

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

Uit praktijkmetingen blijkt dat deze oplossing in een binnenomgeving met uniforme belichting 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, karrennavigatie en robotarmgrijping.

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