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DES YEUX POUR UN ROBOT

Minicaméra espion ROBOREALM CMUCAM3

La caméra

Bien sur il faut une caméra pour capter des images :

* assez rapide sinon au moment des déplacements du robot ça sera tout flou !

* avec une définition suffisante

* légére (si possible, moins de 50 grammes pour un petit robot )

* on peut citer comme choix possibles:

• une mini camera espion : légére (moins de 20 g) , alimentable avec des bateries de 9v, transmettant ses images par radio (j'utilise une caméra de ce genre pour catbuster , trouvée sur le site videosurveillancediscount.com). On trouve aussi dans les grandes surfaces des cameras de surveillance de marque ELRO qui donnent même des images de nuit en infra rouge (90 euros environ chez Auchan) .
• une Cmucam3 qui permet l'analyse d'images mais est assez chére.On trouve des exemples d'utilisation par exemple sur le site www.pobot.org (voir pobot 2006) ou sur le site de SEattle robotics.
• une webcam reliée a un PC embarqué sur le robot : cela suppose un robot assez lourd mais on peut traire les images, repérer des lignes ou des couleurs.Voir le robot Haku sur le site Fribotte.free.fr.

La transmission d'images

L'utilisation des images : de la simple visualisation a l'analyse d'image

Dans le cas le plus simple on se contente de visualiser les images sur un écran (ordinateur ou télé) , ça permet d'abord de constater qu'au ras du sol un robot ne voit pas le monde comme vous.

Si le robot est commandé avec le joystick de votre PC relié par radio ou Wifi on peut lui faire explorer un appartement éventuellement a distance avec une connection Internet.

On peut utiliser les images pour suivre une ligne (voir le robot Haku site des Fribotte ) ou éviter des obstacles.

La reconnaissance de couleurs et/ou de la forme d'objets est plus difficile:

• différents projets ont décrit l'utilisation d'une Cmucam , mais elle a un domaine limité
• on peut utiliser une camera numérique classique et l'un des logiciels gratuits tels que ceux trouvés sur les sites de :
  • Roborealm
  • Aforge
  • OpenCV
• quelque soit le choix une mise au point précise est nécessaire , elle doit tenir compte notamment du fait que les conditions d'éclairage peuvent tout changer: passage dans des zones d'ombre ou de plein soleil, lumiére naturelle ou lampes a incandescence ou tubes néon.

Quelques pièges en analyse d' image

• il faut un champ de caméra bien éclairé (mais pas trop) !

  • le passage du soleil a l' ombre, de la lumière naturelle a une lampe incandescente ou allongée peuvent perturber la détection d' un objet
  • pour éviter cela on peut éclairer la piste en mettant des phares au robot (4 LED puissantes suffisent)
  • de toute façon il faut tester

• l' éclairage doit être et rester centré vers le milieu du champ de la caméra

  • si on utilise des LED il faut vérifier qu 'elles éclairent bien le champ de la caméra et ensuite fixer solidement LED et caméra

• les changements de pente de la piste sur laquelle roule le robot peuvent lui faire perdre de vue la ligne colorée qu 'il suit

  • il faut tester soigneusement le repérage d' objets ou de ligne autour des ruptures de pente

• les changements brusques d' éclairage sont mal tolérés

  • en mettant des phares au robot on limite les risques , ça ne dispense pas de tester dans toutes sortes de conditions

• les changements de couleur de fond gênent la détection et le suivi d' un objet coloré

  • c' est un piège pour le robot suiveur de ligne : si un parcours a différentes couleurs de fond il faut tester dans différentes situations pour que les seuils de détection choisis lui permettent de s'y retrouver partout !

• si le traitement d' image n' est pas assez rapide il devient inefficace

  • c' est particulièrement vrai si le robot doit faire des virages brusques