Jak inteligentne kamery rozpoznają przezroczyste i odblaskowe obiekty? SingTown Technology OpenMV rozwiązuje trudności konkursowe.

W zawodach robotycznych, wózki lub ramiona robotyczne często muszą rozpoznawać położenie obiektów docelowych na złożonym tle, aby wykonać planowanie trasy lub zadania pobierania.

Celem rozpoznania w tym projekcie jest półprzezroczysta akrylowa kopuła o średnicy około 10 cm, z 2-centymetrową ramą u podstawy, umieszczona centralnie na podłodze w pomieszczeniu (powierzchnia 4×4 metry). Może występować maksymalnie trzy cele, a ich pozycje są stałe.

Tło stanowi niejednolita podłoga z prostym wzorem, co może powodować odbicia i zakłócenia świetlne.

Aby osiągnąć precyzyjną identyfikację współrzędnych i estymację pozycji, zespół konkursowy planuje wykorzystać inteligentną kamerę OpenMV firmy SingTown jako moduł wizyjny pojazdu, umożliwiając wykrywanie i lokalizację osłony akrylowej w czasie rzeczywistym.

System musi generować informacje o środku celu w układzie współrzędnych obrazu i przesyłać dane do głównego systemu sterowania robota mobilnego, aby umożliwić automatyczną nawigację, korektę ścieżki lub wyzwalanie zadań.

Projekt konkursu robotów opiera się na systemie detekcji przezroczystych obiektów zbudowanym w oparciu o inteligentną kamerę OpenMV firmy SingTown. Technologia wizji komputerowej i rozpoznawania obrazów, poprzez połączenie algorytmów detekcji cech odblaskowych, ekstrakcji krawędzi i analizy morfologicznej, umożliwia precyzyjną identyfikację półprzezroczystych osłon akrylowych w złożonych warunkach oświetleniowych.

Ze względu na silne odbicia i słabe kontury krawędzi materiału akrylowego, system najpierw stosuje dynamiczne progi i algorytm adaptacji tła, aby tłumić zakłócenia wzorów podłoża. Następnie, poprzez detekcję krawędzi Sobela i operację morfologiczną domknięcia, wyodrębnia kontury krawędzi przezroczystego akrylu. W przypadku odbić, system wykorzystuje rozkład jasności i detekcję refleksów, skutecznie rozróżniając rzeczywiste granice od odblasków świetlnych.

Po zakończeniu identyfikacji program automatycznie oblicza współrzędne środka masy (x, y) osłony akrylowej w polu widzenia kamery i przesyła je przez port szeregowy do głównej płytki sterującej robota SingTown.

Podczas wykrywania wielu celów, algorytm może filtrować na podstawie powierzchni lub położenia celu, identyfikując obiekty osłonowe w centralnym obszarze miejsca jako główne cele.

Badania praktyczne wykazały, że w jednolitym oświetleniu wewnętrznym skuteczność rozpoznawania tego rozwiązania może przekraczać 93%, z błędem pozycjonowania mniejszym niż 1,5 cm (odległość kamery od podłoża wynosi 30 cm).

SingTown OpenMV System Wizualny Wbudowany działa szybko (powyżej 20 klatek na sekundę), nadaje się do zastosowań wymagających wdrożenia brzegowego, takich jak konkursy robotów, nawigacja pojazdów czy chwytanie przez ramiona robotyczne.

Jej zaletą jest brak konieczności stosowania znaczników, dobra adaptacja do przezroczystych obiektów oraz stabilne generowanie sygnałów współrzędnych na różnych wzorach podłoża, co zapewnia precyzyjne dane wizualne dla systemów sterowania automatycznego.