Desenvolvimento de software para aplicação no controlo e monitorização de plataforma móvel de recolha de bolas de golfe

Abstract

O golfe é um desporto que necessita de grande prática e concentração. Para obter tais capacidades são criados campos de treinos onde existem entre outros, o treino de primeira batida designado por driving range que permitem ao jogador aperfeiçoar a posição de batida e o alcance máximo da bola. Este tipo de treino necessita de grande stock de bolas e um sistema de constante recolha de bolas de golfe simultaneamente à batida das mesmas, o que pode originar perigo para quem recolhe as bolas e elevada despesa para um elevado stock de bolas. Para reduzir estes inconvenientes desenvolveuse uma plataforma móvel de recolha autónoma de bolas de golfe com detecção das bolas localmente, com auxílio de visão computacional. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de software de processamento de imagem para detecção de bolas de golfe, de maneira a direccionar a plataforma móvel para locais de maior concentração de bolas num campo de treinos de golfe. Desenvolvimento de software de monitorização remota do ambiente à volta do robô, através de diversos sensores – implementação de protocolos de comunicação entre três unidades de processamento (unidade de processamento contínuo, unidade de processamento de imagem e unidade de visualização remota). A metodologia de processamento de imagem usada baseia-se na procura de contornos de uma imagem de escala de cinzentos, com aplicação de filtros de suavização seguidos de filtros de realce de contornos. Depois de detectados contornos na imagem, são aplicados critérios de selecção dos contornos de modo a seleccionar apenas objectos (bolas de golfe) definidos através de características tais como raio, cor do ponto central, etc. Estas características são obtidas e calibradas através do estudo de várias imagens obtidas no campo de treinos de golfe a diferentes níveis de incidência solar.

The golf is an elitist sport that needs great practice and concentration. In order to get such capabilities training camps are created to practice, among others, training of first strike (called driving range) allowing the player to improve ball hit quality and also to achieve long distance balls. This type of training requires a huge stock of balls and a system to constantly collect the golf balls, without stopping the players, which can cause danger to anyone who collects the balls and also a higher budget due to the amount of balls in stock. To reduce these drawbacks an autonomous mobile platform has been developed to collect golf balls where the balls detection is made with the help of computer vision. This work consists of developing image processing software to detect the golf balls, in order to target the mobile platform for places of higher concentration of balls in a driving range. Software development for remote monitoring of the robot surroundings, through various sensors - implementation of protocols for communication between three units of processing (continuous processing unit, image processing unit and the remote display unit) was the second task. The image processing methodology used is based on the demand for grayscale image contours, applying smoothing filters followed by highlight of contours. After detecting the image contours, criteria for the selection of contours in order to select only objects (golf balls) are applied, defined by characteristics such as radius, color of the central pixel, and so on. These characteristics are obtained and calibrated through the study of various images obtained in the driving range at different levels of solar incidence.