Bóng tennis được phát hiện bằng cách sử dụng một thuật toán xử lý hình ảnh. Màu sắc và hình dạng của quả bóng tennis là những đặc điểm chính để phát hiện. Màu vàng là màu phổ biến nhất của quả bóng tennis và nó được sử dụng làm đặc điểm đầu tiên cho robot của nhóm. Thực tế là các quả bóng quần vợt chỉ có một màu duy nhất và các sân quần vợt có màu xanh lam, xanh lá cây hoặc đỏ rượu giúp dễ dàng phát hiện ra các quả bóng từ thuộc tính màu sắc. Ngoài màu sắc, độ tròn của các đối tượng được tính toán với sự trợ giúp của các thuật toán phát hiện cạnh cũng được xem xét.
Phương pháp phát hiện cạnh Canny được sử dụng để phát hiện cạnh. Bước đầu tiên, hình ảnh được chuyển sang thang độ xám và được xử lý bằng bộ lọc làm mịn. Các giá trị góc và độ dốc của cạnh được hiệu chỉnh để đạt được khả năng phát hiện cạnh ngoài của đối tượng tốt nhất. Bằng cách này, độ tròn của vật thể cũng được xem xét ngoài bộ lọc màu để phát hiện các quả bóng tennis.
Không gian màu HSV (Hue, Saturation, Value) được chọn để lọc màu sau một số thử nghiệm thực tế. Lựa chọn này dẫn đến việc phát hiện thành công hơn so với các không gian khác như RGB (Đỏ, Xanh lá cây, Xanh lam). Khoảng thời gian “Hue” thích hợp cho bóng tennis được chọn là [50-75] sau nhiều lần thử nghiệm. Để loại bỏ nhiễu và phản xạ, các biến “Saturation” và “Value” bị hạn chế trong [20-235]. Bộ lọc ăn mòn và giãn nở được sử dụng để giảm nhiễu bổ sung.
Đường kính quả bóng tennis được tìm thấy và tọa độ tức thời được lưu trữ trong một biến vectơ. Số lượng pixel của quả bóng được dùng làm thước đo khoảng cách. Mục tiêu đầu tiên của robot luôn là quả bóng gần nhất. Để tính toán góc hàm mong muốn để tiếp cận bóng, tỷ số lượng giác giữa tâm quả bóng tennis và đường thẳng ở giữa ảnh được chụp. Sử dụng các giá trị khoảng cách ngang và dọc trong Hình 3.27, thông tin góc thu được như thể hiện trong phương trình.
Hình 3.27: Vị trí góc của quả bóng
� = arctan ���
�
Yt: Khoảng cách theo phương thẳng đứng giữa tâm bóng và mặt dưới của ảnh. Xt: Khoảng cách ngang giữa tâm bóng và tâm ảnh.
Thuật toán thu thập bóng của bộ điều khiển trên chạy trên Raspberry Pi được thể hiện trong Hình 3.27. Ban đầu, hệ thống đặt lại bảng điều khiển động cơ, ngay sau đó hệ thống sẽ được khớp hai bảng này và khớp với các bảng điều khiển. Sau đó, giai đoạn “thu thập” được kích hoạt nếu bóng tennis được phát hiện qua hình ảnh thu được. Nếu không có bóng trong tầm nhìn, máy ảnh được gắn vào động cơ servo sẽ quét vùng 120° từ phải sang trái. Sau quá trình quét này, nếu bóng quần vợt được phát hiện, hệ thống sẽ hướng đến quả bóng gần nhất. Nếu không có bóng nào được phát hiện, robot sẽ tự quay 120° để tìm bóng. Sau khi phủ sóng 360 ° mà không phát hiện bóng, hệ thống sẽ chuyển sang chế độ chờ.
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM NỘI DUNG