Projeto de uma plataforma educacional de mira assistida baseada em visão computacional

Abstract

A aplicação de visão computacional está presente em diversas áreas e apresenta um crescimento com a popularização de técnicas de aprendizado de máquina. O presente trabalho aplica visão computacional em um sistema de controle de mira, no qual algoritmos de processamento de imagem são empregados para determinar o erro de um disparo. Essa aplicação é idealizada como uma plataforma para introduzir os conceitos de visão computacional junto as disciplinas de graduação, como material complementar e motivador. Para isso, foi desenvolvido um sistema de detecção do ponto de impacto através do reconhecimento e tracking de um projétil seguido por um processo de seleção. Em sequência, um algoritmo de medição do erro utiliza os parâmetros de calibração para reconstruir a posição do impacto, a partir do qual é medido o erro. O sistema então foi testado utilizando um algoritmo baseado no método de busca binária para comprovar a capacidade de correção da posição do impacto. O sistema de disparo é um pequeno canhão pneumático que foi utilizado em conjunto com uma câmera para realização dos experimentos. Com isso, foram feitos ensaios práticos que possibilitaram a avaliação de desempenho dos algoritmos propostos e, também, proporcionar a experiência prática da aplicação de visão computacional num projeto de controle.

Computer vision methods can be applied in multiple domains and has grown in usage because of the popularization of machine learning technics. The current project apply computer vision to control an assisted aim system, where image processing algorithms are used to determine the shot error. Using this system the concepts of computer vision are contextualized within the engineering course as a complementary and motivatinal platform. With this in mind, the aim system was developed to recognize and track a moving target, followed by a selection algorithm. After the shot an error is meassured using the reconstructed point of impact, obtain with the camera calibration parameters. The system was then tested with a binary search to prove it has the capacity of correcting the error. The system is a small pneumatic cannon and a camera that was used for experiments. With the collected data from multiples experiments runs the computer vision algorithm approach had its performance evalueted and the methods of image processing were used in the context of a control project.