III WVC 2007 - Iris.sel.eesc.sc.usp.br - USP

WVC'2007 - III Workshop de Visão Computacional, 22 a 24 de Outubro de 2007, São José do Rio Preto, SP.do ambiente, se mostra uma maneira eficiente depropiciar a identificação do local pelo robô.Neste trabalho, faz-se uso de marcos artificiais,baseados em setores circulares, como é mostrado maisadiante. A seguir, introduz-se o conceito dos invariantesutilizados na identificação destes marcos.2.2. Momentos Invariantes AfinsOs momentos invariantes afins (AMI – Affine MomentInvariants) surgiram da teoria de invariantes algébricas[11] e têm se mostrado uma ferramenta importante para oreconhecimento de marcos de localização em imagenscoletadas por um sistema de visão computacional. Atransformação afim que possibilita o AMI é mostrada aseguir:u = a0+ a1x+ a2y.(1)v = b0+ b1x + b2y.Em que (x,y) são as coordenadas do pixel da imagemantes de aplicar-se a transformada e (u,v) são asposteriores a sua aplicação. A demonstração teórica eexperimental dos AMIs pode ser vista em Flusser & Suk[11; 12].Considerando µ pq o momento central de ordem (p+q),este é dado por:pqµ = ( x − x ) ( y − y ) f ( x,y)dxdy,(2)pq∫∫AtOnde (x t , y t ) são as coordenadas do centro de gravidadedo objeto de área A e f(x,y) é a intensidade do nível decinza do pixel na posição (x,y).Os primeiros seis AMIs são mostrados a seguir [11]:1 2I1= ( µ20µ02− µ11),4(3)µI21=µ0010002 2( µ µ0330+ 4µµ00+ µ ( µ020332130µ− 6µµ2− 3µ1I3= ( µ20(µ721µ03µI41=µ11002+ 9µµ+ 6µ3− 8µµ+ 9µ123 2( µ µ202011201120µµ− 6µµ02113020220203µµµµµ21202032213021− µ302µ ),22112)),2121212tµ µ + 4µµ03− µ ) − µ ( µ µ2− 6µµ µ+ 12µµ30− 6µ2+ 12µµµ2120µ03202011−18µ11+ µ11µµ2023021221102µµµ30µ230µ212030),03µµ303003312− µ2− 6µµµ12µ031112µ0220µ2102µ21µ12µ2112µ)03(4)(5)(6)1 2I5= ( µ40µ04− 4µ31µ13+ 3µ22),6(7)µI6001=9µ00− µ( µ40µ40213µ04µ− µ2204µ+ 2µ23131− µµ322Em [13] é apresentado experimentalmente o uso deAMIs no reconhecimento de caracteres. Sua eficácia parao reconhecimento de marcos baseados em setorescirculares, também é mostrada em detalhes por Zitová &Flusser [14], o que é exemplificado na Figura 1.Este trabalho também utilizará setores circulares comomarcos de localização no ambiente.Figura 1 - Exemplos de marcos de localização [14]Escolheu-se o uso de setores circulares porapresentarem simetria radial, o que faz com que os AIMsI 2 ,, I 3 e I 4 tenham valor praticamente nulo, o que nãoauxilia no reconhecimento e, portanto, não precisam sercalculados. Isto ocorre devido ao momento central µ pq tero valor zero, na condição citada, quando p ou q éímpar.Porém, através do cálculo dos invariantes I 1 , I 5 e I 6 épossível identificar os marcos, mesmo com deformaçõesou ruídos na imagem, o que é comprovadoexperimentalmente em [14].Na próxima subseção, é descrito o protocolo de redeutilizado no sistema de controle distribuído, cujos nós darede, além do controle, realizam os cálculos dosinvariantes e do reconhecimento do marco de localizaçãono presente trabalho.2.3. Protocolo CANO CAN Bus (Controller Area Network Bus) [15] foidesenvolvido pela empresa alemã Robert BOSCH edisponibilizado em meados dos anos 80. Sua aplicaçãoinicial foi realizada em ônibus e caminhões. Atualmente,é utilizado na indústria, em veículos automotivos, navios,máquinas agrícolas, satélites, veículos autônomos emáquinas da construção civil, entre outros [16]. É umprotocolo de comunicação serial síncrono. O sincronismoentre os módulos, também chamados de nós, conectados àrede é feito em relação ao início de cada mensagemlançada no barramento. Trabalha baseado no conceitomulti-mestre, onde todos os módulos podem se tornarmestre em determinado momento e escravo em outro,22),µ13(8)302