Un Método Robusto de Detección de Elipses en Tiempo Real para Aplicaciones Robóticas
Autores: He, Wenshan; Wu, Gongping; Fan, Fei; Liu, Zhongyun; Zhou, Shujie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un Método Robusto de Detección de Elipses en Tiempo Real para Aplicaciones Robóticas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Algoritmos de detección de elipses
Detector orientado a robots en tiempo real
Algoritmo de seguimiento
Cámaras RGB
Espacio HSV
Selección de elipses candidatas.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
A lo largo de los años, se han estudiado ampliamente muchos algoritmos de detección de elipses, mientras que el problema crítico de detectar elipses de manera precisa y efectiva en el mundo real utilizando robots sigue siendo un desafío. En este artículo, proponemos un valioso detector orientado a robots en tiempo real y un algoritmo de seguimiento simple para elipses. Este método utiliza cámaras RGB de bajo costo para la conversión al espacio HSV y obtener contornos de regiones de interés rojizas (RROIs), estrategias efectivas de selección de arcos y agrupamiento, y los procedimientos de selección de elipses candidatas que eliminan bordes inválidos y funciones de agrupamiento. Se realizan extensos experimentos para ajustar y verificar los parámetros del método para lograr el mejor rendimiento. El método combinado con un algoritmo de seguimiento simple se ejecuta en aproximadamente 30 ms en un fotograma de video en la mayoría de los casos. Los resultados muestran que el método propuesto tuvo un rendimiento de alta calidad (precisión, recuperación, puntuaciones F-Measure) y el menor tiempo de ejecución en comparación con los nueve métodos más avanzados existentes en tres conjuntos de datos de aplicaciones públicas reales. Nuestro método podría detectar marcadores elípticos en tiempo real en aplicaciones prácticas, detectar elipses de manera adaptativa bajo luz natural, y detectar bien elipses severamente bloqueadas y de reflexión especular cuando el objeto elíptico estaba lejos o cerca del robot. La frecuencia de detección promedio puede cumplir con los requisitos de tiempo real (>10 Hz).
Descripción
A lo largo de los años, se han estudiado ampliamente muchos algoritmos de detección de elipses, mientras que el problema crítico de detectar elipses de manera precisa y efectiva en el mundo real utilizando robots sigue siendo un desafío. En este artículo, proponemos un valioso detector orientado a robots en tiempo real y un algoritmo de seguimiento simple para elipses. Este método utiliza cámaras RGB de bajo costo para la conversión al espacio HSV y obtener contornos de regiones de interés rojizas (RROIs), estrategias efectivas de selección de arcos y agrupamiento, y los procedimientos de selección de elipses candidatas que eliminan bordes inválidos y funciones de agrupamiento. Se realizan extensos experimentos para ajustar y verificar los parámetros del método para lograr el mejor rendimiento. El método combinado con un algoritmo de seguimiento simple se ejecuta en aproximadamente 30 ms en un fotograma de video en la mayoría de los casos. Los resultados muestran que el método propuesto tuvo un rendimiento de alta calidad (precisión, recuperación, puntuaciones F-Measure) y el menor tiempo de ejecución en comparación con los nueve métodos más avanzados existentes en tres conjuntos de datos de aplicaciones públicas reales. Nuestro método podría detectar marcadores elípticos en tiempo real en aplicaciones prácticas, detectar elipses de manera adaptativa bajo luz natural, y detectar bien elipses severamente bloqueadas y de reflexión especular cuando el objeto elíptico estaba lejos o cerca del robot. La frecuencia de detección promedio puede cumplir con los requisitos de tiempo real (>10 Hz).