Robô Bombeiro com visão computacional - Spirit 3.0

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um robô bombeiro autónomo com um sensor capaz de fazer a localização da chama de uma vela com visão computacional para participação no concurso do Robô Bombeiro (iniciativa do Instituto Politécnico da Guarda). A aquisição de novos conhecimentos na área do processamento de imagem foi uma das motivações para este projeto, no entanto a principal razão para a escolha deste projeto foi a possibilidade de desenvolvimento de um sensor com dimensões reduzidas, capaz de detetar a chama de uma vela através da imagem capturada por uma camara para poder ser integrado num robô autónomo de pequenas dimensões, como o robô que foi desenvolvido. Outra das motivações foi provar que é possível implementar um sistema baseado em visão computacional na plataforma Raspeberry pi. Para nós humanos é fácil reconhecer uma chama , mas no caso de um robô é uma tarefa que só é possível através de sensores, existem sensores que são capazes de detetar as radiações emitidas por uma chama e transforma-las em valores que podem ser usados pelo robô de forma a perceber se está na presença ou não de uma chama, existem também sensores térmicos capazes de ler as temperaturas de alguns pontos no ambiente que os rodeia e com base nessas temperaturas saber se está ou não perante uma chama, ambos os sensores tem mecanismos próprios de hardware que lhes permite variar esses valores de saída conforme a presença de uma chama ou não. Quando se trata de fazer deteção de uma chama através de imagem por si só não é possível, temos de recorrer ao processamento de imagem para tratar a imagem de forma a ser possível retirar informação que no final pode dizer-nos se existe uma chama ou não. No sensor de visão computacional desenvolvido neste projeto implementou-se um algoritmo composto por vários filtros a que a imagem capturada é submetida para resultar numa imagem final negra com alguma mancha branca (blob) que marca a região da chama caso ela exista. Depois de se obter um resultado positivo, isto é, uma mancha branca na imagem final, são retiradas as coordenadas onde o centro da marca branca se encontra na imagem e são enviadas para o robô que controla um sistema pan/tilt com dois servomotores para fazer o movimento horizontal e vertical da camara que com esta informação vai manter a chama centrada quando está a fazer os movimentos de aproximação, o sensor é ainda capaz de devolver informação relativa à dimensão da mancha que servirá para avaliar a distância a que o robô está da chama e com base nessa informação saber quando a aproximação é suficiente para poder fazer a extinção da chama