Image processing system for robotic applications

Abstract

A procura e reconhecimento de padrões foi sempre um desafio para a mente humana e sem dúvida a sua maior capacidade. Esta tese encontra-se inserida no domínio do RoboCup e apresenta uma solução em tempo-real para a detecção de objectos através do processamento de imagem. Ao longo do trabalho, desenvolvemos vários algoritmos para análise de imagem com vista a encontrar objectos através da sua cor e das suas propriedades morfológicas. Nos algoritmos baseados na procura por cor, foram usados métodos de segmentação de cor e procura radial na imagem, permitindo bom desempenho em tempo-real. A pesquisa por propriedades morfológicas baseia-se em algoritmos de detecção de contornos em conjunto com a transformada circular de Hough. Ambos algoritmos, procura por cor e por características morfológicas, provaram a sua fiabilidade, sendo capazes de boas taxas de detecção em condições de tempo-real. Para além do anteriormente referido, foi desenvolvida uma biblioteca para manipular imagens e assegurar uma abstracção sobre os possíveis modos da imagem e uma ferramenta para ajudar na calibração da visão perspectiva.

ABSTRACT: The search and recognition of patterns has always been a challenge for the human mind, and without any doubts its biggest capacity. This thesis is inserted in the RoboCup domain and presents a real-time solution to object detection using image analysis. In this work, we developed several image analysis algorithms to find objects based in their color and morphological properties. The color based search algorithms use color segmentation methods along with radial image scanning, allowing real-time performances. The morphological analysis is based in edge detection algorithms and the circular Hough transform. Both algorithms, search for color and morphological properties, proved their reliability, being capable of good detection ratios in real-time situations. Moreover, this thesis presents several tools, namely, an image library created to better manipulate the images and assure abstraction over the possible image modes acquired by digital cameras, and a tool to help in the perspective vision calibration.