Как интеллектуальные камеры распознают прозрачные и отражающие объекты? SingTown Technology OpenMV решает сложные задачи конкурса.

В робототехнических соревнованиях автомобили или манипуляторы часто должны определять положение целевых объектов в сложном фоне для выполнения задач планирования маршрута или захвата.

Целью данного проекта является распознавание полупрозрачных акриловых полусферических куполов диаметром около 10 см с бортиком высотой 2 см у основания. Объекты размещены в центре помещения на полу (размер площадки 4×4 метра). Максимальное количество целей — три, их местоположение фиксировано.

Фон представляет собой неоднородную поверхность с простым узором, что может вызывать отражения и световые помехи.

Для точного распознавания координат и оценки позы команда планирует использовать интеллектуальную камеру OpenMV от компании SingTown в качестве бортового визуального модуля для реального времени обнаружения и локализации акрилового корпуса.

Система должна выводить информацию о центральной точке цели в системе координат изображения и передавать данные в основную систему управления транспортным средством для реализации автоматической навигации, корректировки маршрута или запуска задач.

Проект робототехнических соревнований основан на системе обнаружения прозрачных объектов, построенной на интеллектуальной камере OpenMV от компании SingTown. Технологии компьютерного зрения и распознавания изображений, объединяя алгоритмы обнаружения отражающих характеристик, выделения границ и морфологического анализа, обеспечивают точное распознавание полупрозрачных акриловых кожухов в условиях сложного освещения.

Из-за сильного отражения и слабых контуров акрилового материала система сначала использует алгоритм динамического порога и адаптации к фону для подавления помех от узоров на поверхности, затем применяет обнаружение краев Sobel и морфологическое закрытие для извлечения контуров прозрачного акрила. Для борьбы с отражениями система использует распределение яркости и обнаружение бликов, эффективно различая реальные границы и отражения от световых пятен.

После завершения распознавания программа автоматически вычисляет координаты центра масс акрилового колпака (x, y) в поле зрения камеры и передает их через последовательный порт на основную плату управления робота.

При обнаружении нескольких целей алгоритм может проводить отбор по площади или местоположению, идентифицируя купола в центральной зоне площадки в качестве основных целей.

Практические испытания показывают, что в условиях равномерного освещения в помещении данный метод обеспечивает успешность распознавания свыше 93%, с погрешностью позиционирования менее 1,5 см (при расстоянии камеры от пола 30 см).

Система встроенного зрения OpenMV от SingTown работает с высокой скоростью (частота кадров более 20 кадров в секунду) и подходит для сценариев, требующих периферийного развертывания, таких как робототехнические соревнования, навигация транспортных средств и захват манипуляторами.

Его преимущества заключаются в отсутствии необходимости в маркерах, высокой адаптивности к прозрачным объектам, а также стабильном выводе координатных сигналов на различных рисунках поверхности, обеспечивая точный визуальный ввод для автоматических систем управления.