OpenCV का उपयोग करके गेंद हिट डिटेक्टर

हाल ही में, मैं एक दिलचस्प परियोजना में भाग लेने के लिए हुआ। मेरी बहन BHSD में एक डिजाइनर के लिए अध्ययन कर रही है, और उन्हें स्ट्रीट इंटरएक्टिव पर एक प्रोजेक्ट बनाने का काम दिया गया। विचार को काफी सरल चुना गया था। एक हिलते हुए भालू का एक एनीमेशन स्क्रीन पर दिखाया गया है, हर कोई इसे एक इंर्फोमेटू स्नोबॉल के साथ एक गुलेल से प्राप्त करने के लिए आमंत्रित किया गया है। परिणाम वीडियो में दिखाया गया है, जो तकनीकी कार्यान्वयन में रुचि रखते हैं, बिल्ली का स्वागत करते हैं।

विवरण

ट्रैकिंग के लिए मूल विचार किनेट का उपयोग करना था। ऐसा लग रहा था कि इस तरह के कार्य के लिए, किन्नट आदर्श होगा - इसमें एक अच्छा निर्मित कैमरा है, और आपको गहराई को ट्रैक करने की अनुमति भी देता है (और कुछ सटीकता के साथ तीन आयामी अंतरिक्ष में शरीर की स्थिति निर्धारित करता है)। हालांकि, एक छोटे परीक्षण के बाद, मुझे किनेकट के उपयोग को छोड़ना पड़ा। यह आपको लंबी दूरी पर वस्तुओं को ट्रैक करने की अनुमति नहीं देता है, और इसके अलावा, प्रोजेक्टर से उज्ज्वल प्रकाश इसके सेंसर के साथ हस्तक्षेप करता है।

तब मुझे ट्रैकिंग के लिए एक नियमित वेबकैम का उपयोग करने का विचार आया। प्रोजेक्टर के पास कैमरा रखें और स्क्रीन पर इंगित करें। स्क्रीन के विमान में गेंद की स्थिति को ट्रैक करने के लिए इसका उपयोग करें। लेकिन एक और समस्या थी - दीवार से गेंद के टकराने के पल का निर्धारण करना। एक विकल्प के रूप में, गति संवेदक के साथ एक Arduino पर विचार किया गया था। हालांकि, अंत में, यह गति डिटेक्टर के रूप में स्क्रीन के पास स्थित एक दूसरे कैमरे का उपयोग करने का निर्णय लिया गया था। इसके साथ, आप उस क्षण को पकड़ सकते हैं जब गेंद स्क्रीन पर उड़ जाती है, और इस क्षण के बाद कुछ मिलीसेकंड के प्रभाव के निर्देशांक लेते हैं।

सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन OpenCV लाइब्रेरी का उपयोग करके C ++ में किया जाना तय किया गया था। यह पहिया को सुदृढ़ करने की अनुमति नहीं देता है, लेकिन कैमरे से छवियों को प्राप्त करने के लिए तैयार कार्यक्षमता और इसके बाद के प्रसंस्करण का उपयोग करने के लिए।

बॉल ट्रैकिंग

गेंद के निर्देशांक को निर्धारित करने के लिए, मैंने निम्नलिखित एल्गोरिथ्म का उपयोग किया।
1) आरजीबी प्रतिनिधित्व से एचएसवी के लिए एक छवि परिवर्तित। इससे समान रंगों की पहचान करना आसान हो जाता है, क्योंकि RGB के विपरीत, HSV एक अलग चैनल में कलर टोन, संतृप्ति और चमक को संग्रहीत करता है।
2) छवि को बाइनरी (बिटमैप) में अनुवादित किया। वे रंग जो आवश्यक रंग (गेंद का रंग) के सबसे करीब होते हैं, उन्हें सफेद में बदल दिया जाता है। बाकी सब काले रंग में है।
3) एक मीडियन फिल्टर के साथ शोर को फ़िल्टर किया।
4) औसत समन्वय और सफेद पिक्सेल की संख्या निर्धारित की। यदि मात्रा थ्रेशोल्ड मान से अधिक है, तो फ्रेम में एक गेंद है।
परिणामी कोड है:

clr=ballColor; frame=cvQueryFrame(capture); //     cvtColor(frame,frameHSV,CV_BGR2HSV); //   HSV inRange(frameHSV,Scalar(clr-ballThres,120,120),Scalar(clr+ballThres,255,255),frameBitmap); //   bitmap medianBlur(frameBitmap,frameBitmap,5); //   for(int i = screenLeft; i < screenRight; i++) { for(int j = screenUp; j < screenDown; j++) { cl=frameBitmap.at<char>(j,i); if (cl!=0) { //    x+=i; y+=j; n++; } } } if (n>ballDifNum) { //     x/=n; y/=n; } 

मारो परिभाषा

यह निर्धारित करने के लिए कि टक्कर हुई, मैंने मोशन डिटेक्टर के रूप में एक दूसरे कैमरे का उपयोग किया। ऐसा करने के लिए, मैंने पिछले फ्रेम और वर्तमान के बीच के अंतर को निर्धारित किया, और यदि अंतर थ्रेशोल्ड मान से अधिक है, तो गेंद ने फ्रेम में उड़ान भरी:

  frame=cvQueryFrame(captureHit); cvtColor(frame, frame, CV_RGB2GRAY ); //     GaussianBlur(frame,frameCurrent,cv::Size( 3, 3 ), -1); //   absdiff(frameCurrent,framePriv,mask); //     framePriv=frameCurrent.clone(); //    threshold(mask,mask,motionTreshold,255,cv::THRESH_BINARY); if (countNonZero(mask)>motionDifNum) ttl3=detectDelay; //     ,      

परिणाम

नतीजतन, गेंद के निर्देशांक और टक्कर के बारे में जानकारी होने के कारण, कार्यक्रम ने उन्हें दूसरे कार्यक्रम में स्थानांतरित कर दिया, जो एनीमेशन के लिए जिम्मेदार है। परियोजना का परिणाम पहले वीडियो में प्रस्तुत किया गया है। और नीचे आप घर पर तकनीक का परीक्षण देख सकते हैं।

संदर्भ

balltracking.cpp - कार्यक्रम की पूरी सूची
wikipedia.org - विकिपीडिया पर OpenCV के बारे में
robocraft.ru - OpenCV कदम से कदम। चेशायर कैट से रूसी में ओपनसीवी पाठ।
aishack.in - OpenCV में रंगीन वस्तुओं पर नज़र रखना
britishdesign.ru - ब्रिटिश ग्रेजुएट स्कूल ऑफ डिज़ाइन