Design: Vision Chapter 2

Vision-ColorDetection

การทำงานนส่วนของ Vision จะทำหน้าที่เป็น Input รับข้อมูลสภาพแวดล้อมทางกายภาพแล้วแปลงข้อมูลเป็นภาพสองมิติและสามมิติ โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า Kinect ติดไว้ที่ตำแหน่งด้านบนของ Work Space หันหน้าตั้งฉากเพื่อรับภาพเชื่อต่อกับ Computer แล้วทำการประมวลผลภาพเพื่อให้ได้ตำแหน่งของวัตถุที่สนใจแล้วส่งให้ Task Planning ทำงานในขั้นต่อไป

Kinect

Kinect เป็นอุปกรณ์ที่สามารถสร้างข้อมูลจากสภาพแวดล้อมเป็นภาพสี (RGB) ที่เป็น 2 มิติขนาด 640 x 480 pixel และข้อมูลระยะทาง (DEPTH) ระหว่างของสิ่งแวดล้อมกับตัว Kinect ขนาด 640 x 480 pixel เชื่อมต่อโดยตรงกับ Computer ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 การเชื่อมต่อระหว่าง Kinect กับ Computer

Workspace

พื้นที่การทำงานในการหาสีของวัตถุจะใช้พื้นที่ทั้งหมดมีขนาดประมาณ 22.5x 26.5 cm ดังรูปที่ 2

รูปที่ 2 พื้นที่ของการหาสีของวัตถุ

Flowchart

รูปที่ 3 Flow การหาสีของวัตถุ

การตรวจจับวัตถุโดยการใช้ HSV (Object Detection using HSV space)

ระบบสี HSV(Hue, Saturation, Value)หรือ HSB (Hue, Saturation, Brightness)เป็นระบบสีที่นิยมใช้กันในหมู่นักวิจัย เนื่องจากเป็นระบบสีที่ใกล้เคียงกับความคิดของมนุษย์ได้ดีกว่าระบบสี RGB โดย Hue คือสีของภาพ,Saturation คือ ปริมาณความอิ่มตัวของสี ยิ่งมีค่านี้มาก ภาพจะมีสีสดยิ่งมีน้อย ภาพจะยิ่งมีสีน้อยลง จนในที่สุดจะกลายเป็นรูปที่ลักษณะแบบ Grayscale และ Value หรือ Brightness เป็นค่าที่แสดงถึงปริมาณความสว่างของภาพ หากมีค่ามากภาพจะยิ่งมีความสว่างมาก ในการตัดพื้นหลังออกจากภาพใช้วิธีการแปลงค่าสีจาก RGB เป็น HSV และทำการหาช่วงของสีของพื้นหลัง ที่ซึ่ง HSV สามารถแปลงจาก RGB ได้ดังนี้

เมื่อ max = sup (R, sup (G,B )) คือค่าสูงสุดของหนึ่งจุดสี RGB และ min = inf (R, inf (G,B )) คือค่าต่ำสุดของหนึ่งจุดสี RGB ตามลำดับ

รูปที่ 4 โมเดลสี HSV ในรูปแบบโคน (Cone)