Як розумні камери розпізнають прозорі та відбивають об'єкти? SingTown OpenMV вирішує складні завдання змагань

У робототехнічних змаганнях автомобілі або маніпулятори часто потребують визначення позиції цільового об'єкта у складному середовищі для планування маршруту або виконання завдань підйому.

Цей проект вимагає розпізнавання напівпрозорих акрилових напівсферичних покришок діаметром приблизно 10 сантиметрів, з 2-сантиметровою рамкою внизу, розташованих у центрі приміщення на підлозі (розмір майданчика 4×4 метри). Може бути не більше трьох цілей, їхнє розташування фіксоване.

Фон не є однотонною підлогою, має прості візерунки, що може спричиняти відблиски та світлові перешкоди.

Для досягнення точної ідентифікації координат та оцінки позиції команда планує використовувати інтелектуальну камеру OpenMV від SingTown як бортовий візуальний модуль для реального виявлення та локалізації акрилового покриття.

Система має виводити інформацію про центральну точку положення цілі в системі координат зображення та передавати дані до головної системи керування SingTown для реалізації автоматичної навігації, коригування маршруту або запуску завдань.

Проект роботизованих змагань базується на системі виявлення прозорих об'єктів, побудованій на основі розумної камери OpenMV від SingTown Technology. Її технології комп'ютерного зору та розпізнавання зображень, що поєднують алгоритми виявлення відбиваючих характеристик, виділення контурів та морфологічного аналізу, забезпечують точну ідентифікацію напівпрозорих акрилових покривів у складних умовах освітлення.

Оскільки акрил має сильне відбиття світла та слабкі контури країв, система спочатку використовує алгоритм динамічного порогу та адаптації фону для пригнічення перешкод від візерунків на підлозі. Потім за допомогою виявлення країв Sobel та морфологічної операції закриття виділяються контури прозорого акрилу. Для боротьби з відблисками система використовує розподіл яскравості та виявлення світлових плям, ефективно розрізняючи реальні межі та відбиття відблисків.

Після завершення розпізнавання програма автоматично обчислює координати центру маси акрилового покриття (x, y) у полі зору камери та передає їх через послідовний порт до головної плати SingTown.

При виявленні кількох цілей алгоритм може здійснювати відбір за площею або розташуванням об'єкта, ідентифікуючи покриття в центральній зоні майданчика як основну ціль.

Практичні випробування показують, що в умовах рівномірного освітлення в приміщенні ця схема досягає успішності розпізнавання понад 93%, з похибкою позиціонування менше 1,5 см (відстань камери до підлоги — 30 см).

SingTown OpenMV вбудована візуальна система працює з високою швидкістю (частота кадрів понад 20 кадрів/с), що робить її придатною для сценаріїв, які потребують розгортання на периферії, таких як робототехнічні змагання, навігація роботів-автомобілів та захоплення роботизованих маніпуляторів.

Його перевага полягає в тому, що не потрібні маркери, він добре адаптується до прозорих об'єктів і може стабільно виводити координатні сигнали на різних візерунках поверхні, забезпечуючи точний візуальний ввід для систем автоматичного керування.