Como é que as câmaras inteligentes reconhecem objetos transparentes e reflexivos? A SingTown Technology OpenMV resolve o desafio da competição.

Nas competições de robótica, os carros ou braços mecânicos frequentemente precisam identificar a posição de objetos-alvo em fundos complexos, para completar tarefas de planeamento de percursos ou de recolha.

Este projeto requer a identificação de alvos que consistem em cúpulas hemisféricas de acrílico translúcido, com aproximadamente 10 centímetros de diâmetro, apresentando uma moldura de 2 centímetros na base. Estes são colocados no centro do piso interior (num espaço de 4×4 metros). Pode haver até três alvos, com posições fixas.

O fundo é um chão não monocromático com padrões simples, que pode facilmente causar reflexos e interferências de luz.

Para alcançar um reconhecimento preciso de coordenadas e estimativa de postura, a equipa participante planeia utilizar a câmara inteligente OpenMV da SingTown como módulo de visão a bordo, realizando deteção e localização em tempo real da cobertura de acrílico.

O sistema deve fornecer as coordenadas do ponto central do alvo no sistema de coordenadas da imagem e transmitir os dados para o sistema de controlo principal do SingTown, permitindo a navegação automática, o ajuste de trajetória ou o acionamento de tarefas.

O projeto de competição de robôs baseia-se no sistema de deteção de alvos transparentes construído com a câmara inteligente OpenMV da SingTown Technology. A sua tecnologia de visão computacional e reconhecimento de imagem, através da fusão de algoritmos de deteção de características reflexivas, extração de bordas e análise morfológica, permite a identificação precisa de capas acrílicas translúcidas em condições de iluminação complexas.

Devido à forte reflexão e contornos fracos do material acrílico, o sistema primeiro utiliza um algoritmo de limiar dinâmico e adaptação ao fundo para suprimir a interferência dos padrões do solo. Em seguida, através da detecção de bordas Sobel e operações morfológicas de fecho, extrai os contornos das bordas do acrílico transparente. Para lidar com a reflexão, o sistema recorre à distribuição de luminosidade e deteção de realces, distinguindo eficazmente os limites reais das reflexões de luz.

Após a identificação, o programa calcula automaticamente as coordenadas do centro de massa (x, y) da cobertura de acrílico no campo de visão da câmara e envia-as através da porta série para a placa de controlo principal do SingTown.

Ao detetar múltiplos alvos, o algoritmo pode filtrar com base na área ou localização do alvo, identificando a cobertura na zona central do local como o alvo principal.

Testes práticos demonstram que, em ambientes interiores com iluminação uniforme, este esquema atinge uma taxa de sucesso de reconhecimento superior a 93%, com um erro de posicionamento inferior a 1,5 centímetros (a câmara está a 30 centímetros do solo).

O sistema de visão incorporado OpenMV da SingTown Technology opera a uma velocidade elevada (taxa de fotogramas superior a 20 fps), sendo adequado para cenários que requerem implementação na periferia, como competições de robótica, navegação de veículos e captura por braços mecânicos.

A sua vantagem reside na dispensa de marcadores, na forte adaptabilidade a corpos transparentes e na capacidade de fornecer sinais de coordenadas de forma estável sob diferentes padrões de superfície, oferecendo uma entrada visual precisa para sistemas de controlo automático.