SISTEMA DE VISÃO ARTIFICIAL BASEADO EM DETECÇÃO DE CORES (PARA SISTEMA DE CONTROLE DE ROBOS CELULARES COM REALIMENTAÇÃO VISUAL) GABRIEL MATOS *, MERYELLE MENDONÇA*, EDUARDO FREIRE*, JUGURTA MONTALVÃO*, LEONARDO MATOS † *Núcleo de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Sergipe Av. Marechal Rondon, S/N, São Cristóvão - Sergipe 49100-000 E-mails: gmatos1983@gmail.com, mery_ufs@yahoo.com.br, efreire@ufs.br, jmontalvao@ufs.br † Departamento de Ciência da Computação, Universidade Federal de Sergipe Av. Marechal Rondon, S/N, São Cristóvão - Sergipe 49100-000 E-mail: lnmatos@ufs.br Abstract⎯ This paper presents a proposal of an artificial vision system which is intended to work on cellular robot systems controlled by direct visual feedback. In this case, the image of the work area is captured from a fixed camera and all processing is done in such a way that the controller must be based only on measurements of the image plane, avoiding the camera calibration issue. The considered system can provide automatic color detection of the robot and obstacles in the work plane in real time. The color models, segmentation method, post-processing stage and computational cost are taken into account. The result is a robust system with low computational cost. Keywords⎯ Artificial vision, color segmentation, mobile robotics, cellular robots. Resumo⎯ Este artigo apresenta uma proposta de sistema de visão artificial projetado para utilização em sistemas de robôs celulares controlados por realimentação visual direta. Neste caso a imagem da área de trabalho é capturada por uma câmera fixa e todo o processamento é feito tendo em vista que o controlador deve se basear apenas nas medidas retiradas no plano da imagem, evitando assim o problema de calibração da câmera. O sistema proposto é capaz de efetuar a detecção automática por cor do robô e dos obstáculos presentes na área de trabalho em tempo real. São levados em conta o modelo de cores, o método de segmentação, a etapa de pós-processamento e o custo computacional. O resultado é um sistema robusto e ao mesmo tempo computacionalmente muito leve. Palavras-chave⎯ Visão artificial, segmentação por cores, robótica móvel, robôs celulares. 1 Introdução Acompanhando o crescimento do ramo da robótica, nas últimas décadas os robôs celulares observados remotamente têm recebido grande atenção da comunidade científica, principalmente pela capacidade desta tecnologia de operar individualmente ou cooperativamente em uma área remota maior. As aplicações deste tipo de tecnologia vão desde detecção de minas terrestres até exploração espacial ou subaquática (Santos-Vitor, 1998; Santos-Vitor et al, 2002). Os robôs celulares podem ter um projeto muito simples, de modo que a complexidade do robô, ou conjunto de robôs (no caso de múltiplos robôs) pode ser transferida para uma unidade de processamento externa como um computador. Sob este aspecto, os dados sensoriais captados no ambiente são transferidos para o computador. Nele as informações são processadas e com base nelas o controlador toma as decisões de ação. Através de comunicação sem fio as ações são passadas ao robô, que por sua vez atua no ambiente. Aplicações como estas podem ser encontradas em (Carelli et al, 2006; Santos-Vitor et al, 2002; Santos-Vitor, 1998). Este trabalho apresenta técnicas de processa- mento de imagens para utilização em sistemas base- ados em realimentação visual. Apesar do sistema de visão artificial ter sido inicialmente proposto para aplicações em sistemas de controle de robôs celula- res baseados em realimentação visual, as técnicas propostas são genéricas e podem ser usadas em qualquer sistema de visão baseado em detecção por cores. Sendo assim, o objetivo deste trabalho consis- te em apresentar e discutir tais técnicas de proces- samento de imagens. O sistema de controle e os ro- bôs celulares para os quais o sistema foi original- mente proposto não são aqui detalhados por questões de espaço, e serão objeto de uma possível publicação futura. Uma câmera do tipo webcam fixa observa a área de trabalho, e utiliza-se um controle visual dire- to. Desta forma os cálculos são feitos no plano da imagem, eliminando a necessidade de aplicar trans- formações para o plano de trabalho. Portanto não é necessária a calibração da câmera (Carelli et al, 2006; Santos-Vitor et al, 2002; Santos-Vitor, 1998). O sistema de visão artificial proposto é de baixo custo computacional e robusto na extração de carac- terísticas das imagens através da cor. O método con- siste na combinação de técnicas de processamento de imagens, que segundo a classificação de (Fu et al, 1997), são agrupadas em visão artificial de níveis baixo e médio. O baixo custo computacional do sis- tema é dado pela utilização de técnicas de processa- mento de imagens simples, como limiarização e ope- rações lógicas e aritméticas (Sural et al, 2002; Fu et