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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
A presente dissertação endereça o desenvolvimento de um sistema de visão stereo ativo
para os robôs de futebol robótico da equipa ISePorto do ISEP, de modo a que estes tirem o
máximo partido das câmaras rotativas neles existentes.
Este trabalho surge da necessidade de melhorar a capacidade de perceção do ambiente
por parte dos robôs, principalmente da perceção da bola quando não está no plano do campo
e dos robôs adversários. Esta necessidade surge devido ao aumento da dinâmica que se tem
vindo a veri car ultimamente nas competições.
Para tal, foram estudados algumas trabalhos relacionados no que diz respeito a sistemas
de visão stereo com baselines variáveis e eixos de rotação em ambas as câmaras, bem como
fundamentos de visão stereo.
Foi proposta uma arquitetura para o sistema de visão ativo de modo a ser aplicado em
qualquer robô da equipa MSL (Middle Size League).
Para tornar possível a implementação desta arquitetura foi desenvolvido um procedimento
para a calibração e determinação em tempo real dos parâmetros extrínsecos do par stereo em
função da posição angular dos eixos rotativos do robô. O sistema de visão foi também dotado
de capacidade de sincronismo e foram implementadas funcionalidades ao nível de software
que possibilitam a deteção de objetos na imagem, a correspondência de objetos presentes nas
imagens de ambas as câmaras e consequentemente a determinação das posições tridimensionais
desses objetos relativamente ao robô.
O sistema desenvolvido foi testado e validado em cenário MSL ao nível de perceção da
bola, robôs adversários e linhas do campo.
Os resultados obtidos apresentam uma melhoria signi cativa, face à implementação atual
dos robôs, na perceção tridimensional da bola quando não está no plano do campo, e dos
robôs adversários.
The current thesis addresses the development of an active stereo vision system for the Soccer robots of the IsePorto Team from ISEP, so they can get maximum advantage of their rotational cameras. The need to improve the robot's surrounding environment perception and mostly the ball perception when it's not on the eld plan and also, of the opponent players. This improvement on the robot perception becomes crucial with the latest increases of dynamic inside the MSL competition. To do such task, it have been studied some active stereo vision techniques with variable baselines and rotation axes in both cameras. It was proposed an active vision system architecture that can be applied to any MSL (Middle Size League) team robot. To turn possible the architecture implementation, it were developed the necessary procedures to real time calibration and determination of the extrinsic parameters of the stereo couple according to angular position of the robot rotational axes. The vision system was also gifted of synchronism abilities and some software functions, which make possible, objects association within the images captured from both cameras and the consequent determination of the tridimensional positions of those objects relatively to the robot. The system was tested and the results were validated, in a MSL scenario, regarding ball perception, opponent robots and eld limit lines. The obtained results show signi cant improvements relativety to current robot implementation. In the ball tridimensional perception when it's not on the eld plan and the opponent robots.
The current thesis addresses the development of an active stereo vision system for the Soccer robots of the IsePorto Team from ISEP, so they can get maximum advantage of their rotational cameras. The need to improve the robot's surrounding environment perception and mostly the ball perception when it's not on the eld plan and also, of the opponent players. This improvement on the robot perception becomes crucial with the latest increases of dynamic inside the MSL competition. To do such task, it have been studied some active stereo vision techniques with variable baselines and rotation axes in both cameras. It was proposed an active vision system architecture that can be applied to any MSL (Middle Size League) team robot. To turn possible the architecture implementation, it were developed the necessary procedures to real time calibration and determination of the extrinsic parameters of the stereo couple according to angular position of the robot rotational axes. The vision system was also gifted of synchronism abilities and some software functions, which make possible, objects association within the images captured from both cameras and the consequent determination of the tridimensional positions of those objects relatively to the robot. The system was tested and the results were validated, in a MSL scenario, regarding ball perception, opponent robots and eld limit lines. The obtained results show signi cant improvements relativety to current robot implementation. In the ball tridimensional perception when it's not on the eld plan and the opponent robots.
Description
Keywords
Visão por computador Sistemas autónomos Robótica móvel Sistema de Visão Stereo Ativo Computer vision Autonomous systems Mobile robotics Active Stereo Vision System
Citation
Publisher
Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto