Calibração de Sistemas de Visão Catadióptrica para Robôs de Futebol
Document information
| author | Tiago Raúl De Sousa Pereira |
| school | Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto |
| major | Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores |
| year | 2012 |
| place | Porto |
| document_type | tese |
| language | Portuguese |
| pages | 104 |
| format | |
| size | 1.25 MB |
- calibração de sistemas de visão
- robótica
- engenharia eletrotécnica
summary
I. Introdução
A calibração de sistemas de visão catadióptrica é um tema de grande relevância na robótica, especialmente em aplicações como o futebol robótico. Os sistemas de visão catadióptrica são projetados para capturar imagens de forma ampla, permitindo uma visão panorâmica do ambiente. No entanto, a precisão na calibração desses sistemas é crucial para garantir que as informações capturadas sejam interpretadas corretamente. A proposta deste trabalho é um método de calibração não paramétrico que se adapta a diferentes tipos de espelhos, eliminando a necessidade de um único ponto de vista. Essa abordagem inovadora utiliza o ambiente estruturado dos robôs, aproveitando as linhas do campo de futebol como referência. A calibração é realizada sem a necessidade de padrões externos, o que simplifica o processo e aumenta a eficiência. O uso de múltiplas imagens sob condições específicas permite uma extração mais robusta das informações necessárias para a calibração.
1.1 Importância da Calibração
A calibração é um passo fundamental para garantir a precisão dos sistemas de visão. Sem uma calibração adequada, os dados coletados podem ser imprecisos, levando a erros na interpretação do ambiente. A proposta de um método não paramétrico é significativa, pois permite que diferentes configurações de espelhos sejam utilizadas sem comprometer a qualidade da calibração. A utilização das linhas do campo de futebol como referência é uma abordagem inovadora que demonstra a adaptabilidade do método proposto. Essa técnica não apenas melhora a precisão, mas também amplia as possibilidades de aplicação dos sistemas de visão catadióptrica em contextos variados.
II. Metodologia
A metodologia apresentada neste trabalho envolve a detecção e identificação das linhas do campo de futebol, que são utilizadas como base para a calibração. O primeiro passo consiste na extração das informações das linhas, que são consideradas indivisíveis. A identificação das linhas é realizada através da comparação da estrutura local de conexão das linhas com um modelo previamente conhecido. Essa abordagem permite uma calibração mais precisa, pois considera as características específicas do ambiente em que os robôs operam. A otimização linear é aplicada para estimar os parâmetros da função polinomial que melhor se adapta ao mapeamento entre os pontos da imagem e as coordenadas do mundo real. Além disso, a simulação do sistema de visão é realizada utilizando a propagação inversa dos raios de luz, o que possibilita testar a eficácia do processo de calibração.
2.1 Extração de Informações
A extração de informações das linhas do campo é um processo crítico. A detecção das linhas é realizada com base em algoritmos que identificam as características geométricas das linhas. A precisão na detecção é essencial, pois qualquer erro pode comprometer a calibração subsequente. A comparação com um modelo conhecido permite validar a eficácia da detecção. Essa etapa é fundamental para garantir que as informações utilizadas na calibração sejam confiáveis e representativas do ambiente real.
III. Resultados e Discussão
Os resultados obtidos demonstram a eficácia do método de calibração proposto. A simulação do sistema de visão, realizada através da propagação inversa dos raios de luz, mostrou-se uma ferramenta valiosa para testar a identificação das linhas e a calibração em geral. Os dados coletados indicam que a abordagem não paramétrica é capaz de fornecer resultados precisos, mesmo em condições variáveis. A análise dos resultados sugere que a calibração baseada nas linhas do campo de futebol não apenas melhora a precisão, mas também oferece uma solução prática para a implementação de sistemas de visão em robôs. A flexibilidade do método permite sua aplicação em diferentes contextos, ampliando as possibilidades de uso dos sistemas de visão catadióptrica.
3.1 Validação dos Resultados
A validação dos resultados é um aspecto crucial na avaliação da eficácia do método de calibração. A comparação entre os dados obtidos e os resultados esperados permite identificar possíveis discrepâncias e ajustar o processo de calibração. A análise dos dados coletados durante a simulação revelou que a abordagem proposta é robusta e confiável. A capacidade de adaptação a diferentes configurações de espelhos e condições de iluminação é um dos principais pontos fortes do método, tornando-o uma contribuição significativa para o campo da robótica.
document reference
- Calibration pattern used in
- Example of conic fitting methods to detect rectilinear lines
- Checkerboard pattern used by
- Catadioptric vision system setup used in the soccer robots
- Back-propagation ray tracing