Hur kan intelligenta kameror identifiera genomskinliga och reflekterande föremål? SingTown Technology OpenMV löser tävlingsutmaningar

I robottävlingar behöver småbilar eller robotarmar ofta identifiera målföremåls positioner i komplexa bakgrunder för att kunna utföra vägplanering eller uppgifter som att plocka upp föremål.

Detta projekt kräver att identifieringsmålet är en halvgenomskinlig akrylhalvklotsskydd med en diameter på cirka 10 cm, med en 2 cm bred kant i botten, placerad i mitten av inomhusgolvet (områdesstorlek 4×4 meter). Det kan finnas upp till tre mål, och deras positioner är fasta.

Bakgrunden är en icke enfärgad yta med enkla mönster, vilket lätt kan orsaka reflektioner och ljusstörningar.

För att uppnå exakt koordinatigenkänning och poseuppskattning planerar tävlingslaget att använda SingTowns OpenMV-smartkamera som fordonsburen visionmodul för realtidsdetektering och lokalisering av akrylskyddet.

Systemet måste mata ut information om målobjektets centralpunkt i bildkoordinatsystemet och överföra data till huvudkontrollsystemet för den autonoma fordonen för att uppnå automatisk navigering, vägjustering eller uppgiftsutlösning.

Robotikstävlingsprojektet bygger på ett transparent måldetekteringssystem med SingTowns OpenMV-smartkamera, där datorseende och bildigenkänningsteknik genom kombination av reflekterande egenskapsdetektering, kantextraktion och morfologisk analysalgoritm möjliggör exakt identifiering av genomskinliga akrylskydd under komplexa ljusförhållanden.

På grund av akrylmaterialets starka reflektion och svaga kantkonturer använder systemet först dynamisk tröskelvärdesanpassning och bakgrundsanpassningsalgoritmer för att undertrycka störningar från golvmönster. Därefter används Sobel-kantdetektering och morfologisk stängningsoperation för att extrahera de transparenta akrylkanterna. För att hantera reflektioner utnyttjar systemet ljusstyrkefördelning och glansdetektering, vilket effektivt skiljer mellan verkliga gränser och reflexer från ljuspunkter.

Efter identifieringen är klar beräknar programmet automatiskt tyngdpunktskoordinaterna (x, y) för akrylhöljet i kamerans synfält och skickar dem via seriell port till huvudstyrenheten på den lilla bilen.

Vid detektering av flera mål kan algoritmen filtrera baserat på målets area eller position och identifiera skyddet i mitten av området som huvudmålet.

Praktiska tester visar att denna metod i inomhusmiljöer med jämn belysning kan uppnå en igenkänningsframgångsfrekvens på över 93 %, med ett positionsfel på mindre än 1,5 cm (kameran placerad 30 cm från golvet).

SingTown OpenMV inbyggda visionsystemet har hög körhastighet (bildfrekvens över 20 fps) och är lämpligt för scenarier som kräver kantdistribution, såsom robottävlingar, navigering för små fordon och gripning med robotarmar.

Dess fördelar är att den inte kräver markörer, har stark anpassningsförmåga till genomskinliga objekt och kan leverera stabila koordinatsignaler under olika golvmönster, vilket ger exakt visuell input till automatiska styrsystem.