Solução de câmera para análise de atletismo e análise de movimento desportivo
Max Reijngoudt
A tecnologia de câmera Machine vision não é utilizada apenas para observar ou inspecionar processos de produção, mas também pode ser aplicada na análise de atletas e eventos desportivos. Estamos a verificar um aumento nos pedidos de aplicações onde a tecnologia de câmera precisa de ser utilizada em todo o tipo de desportos, como atletismo, basebol, basquetebol, golfe, etc.
Câmeras industriais de machine vision conseguem detetar certos movimentos com maior precisão e trazê-los para um foco mais nítido do que o olho humano. Determinar qual configuração de machine vision seria a melhor para esta aplicação pode ser difícil, por isso este artigo irá explicar em alguns passos qual câmera, lente, iluminação e software seriam mais adequados para si.
Nesta aplicação, o cliente pretendia captar saltos em comprimento, barreiras e salto com vara com a ajuda de câmeras de machine vision. A tecnologia de câmera de machine vision, naturalmente, também pode ser utilizada para analisar outros desportos como golfe, ténis, ciclismo, basquetebol, futebol, entre muitos outros.
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Câmera de Machine vision para análise desportiva
O cliente já tinha experiência com tecnologia de câmera para a sua configuração anterior. Utilizava uma câmera GigE monocromática de baixa resolução a 120 frames por segundo. As imagens obtidas com este equipamento nem sempre tinham qualidade suficiente, pelo que procurava uma nova configuração de câmera que garantisse qualidade adequada para captar as várias modalidades desportivas.
O cliente já tinha indicado que anteriormente utilizava uma câmera de baixa resolução a 120 fps. Assim, a configuração de substituição poderia também ter uma resolução inferior, mas com pelo menos um frame rate de 120. O cliente já tinha feito algum trabalho preliminar relativamente à seleção da câmera, tendo já algumas câmeras em mente através do nosso website de fácil utilização.
Outro facto importante era que as imagens seriam captadas com a câmera em movimento, caso em que recomendamos uma câmera com global shutter. Uma explicação adicional sobre a diferença entre global e rolling shutter pode ser encontrada neste artigo do nosso centro de conhecimento: Rolling Shutter vs Global Shutter
Com base nesta informação, o cliente estava indeciso entre a câmera de 0,4 MP 'MER2-041-528U3M' e a câmera de 1,6 MP 'MER2-160-227U3M'. O cliente receava que a câmera de 0,4 MP tivesse uma resolução insuficiente e não quis arriscar optar por esta câmera. Por isso, em casos semelhantes, aconselhamos frequentemente os clientes a escolherem a câmera de 1,6 MP. Esta oferece uma resolução muito superior e a diferença de preço é mínima.
Análise de atletismo com uma lente para sensor IMX273
A câmera ‘MER2-160-227U3M’ escolhida possui um sensor Sony IMX273 com um tamanho de sensor de 1/2.9”. Para selecionar uma lente adequada para a câmera, recomendamos que os clientes utilizem o nosso calculador de lentes. O calculador de lentes está disponível no nosso website e é muito fácil de usar. Ao introduzir as especificações da câmera, o campo de visão desejado e a distância de trabalho, é sugerida uma distância focal recomendada para a lente.
A aplicação do cliente já indicava que foi montada uma configuração com uma distância de trabalho fixa de 11 metros. Assim, ao calcular a lente correta, essa distância de trabalho foi mantida fixa. O campo de visão ainda não estava definido, mas pretendiam alcançar um campo de visão de pelo menos 6 por 5 metros. Por isso, em consulta com o cliente, definimos em 6,8 metros, para chegar a uma distância focal de 8 mm.
Tendo chegado à distância focal desejada de 8 mm, vamos procurar uma lente C-mount com esta distância focal. Uma boa opção é a 'VA-LCM-5MP-08MM-F1.4-015'. Esta lente de 5 megapíxeis e 8 mm é uma lente ideal para combinar com a câmera de 1,6 MP 'MER2-160-227U3M' para obter imagens excelentes de várias modalidades desportivas.
Calculadora de Lente
Iluminação de Machine vision para análise desportiva
Neste projeto em particular, o cliente indicou que não queria utilizar machine vision lighting. Isto deve-se ao facto de as imagens serem captadas apenas à luz do dia. Se pretender desenvolver uma aplicação semelhante no escuro, é naturalmente aconselhável utilizar iluminação para esse efeito. Uma boa solução de iluminação para este caso seria o nosso projetor LED NIR, Industrial LED Spot NIR 940nM. Este projetor LED é adequado para a gama NIR de 940NM e dispõe de 28 watts. Se o ângulo de abertura horizontal do seu conjunto de câmera e lente for superior a 20 graus, recomendamos vivamente a utilização de pelo menos 2 destes projetores LED. Desta forma, irá criar uma iluminação mais uniforme.
Se pretender aconselhamento sobre qual a iluminação que melhor se adequa à sua aplicação, por favor contacte-nos.
Software de processamento de imagem para inspeção desportiva
Uma aplicação de machine vision não está completa sem a utilização de software de computer vision adequado. Para controlar as câmaras, o nosso SDK também deve ser instalado; este SDK pode ser descarregado gratuitamente na nossa página de downloads.
O cliente indicou que contactou a VA Imaging para esta aplicação por recomendação do fornecedor de software de machine vision Kinovea. Kinovea é um software Open Source desenvolvido para estudos do movimento humano. O software é perfeito para captura de imagens, observação e medições. As nossas câmaras funcionam com a versão 0.93 ou superior do Kinovea.
Pretende obter mais informações sobre a utilização das nossas câmaras em conjunto com o Kinovea? Então leia mais sobre o tema neste artigo do nosso centro de conhecimento: Como utilizar o Kinovea com câmaras de machine vision.
Suporte especializado para o seu sistema de câmeras de análise desportiva
Machine vision supera as capacidades do olho humano ao captar movimentos intrincados de vários desportos, incluindo atletismo, basebol, basquetebol e outros, a altas velocidades e resoluções. Esta tecnologia permite aos analistas desportivos obter uma compreensão mais profunda do desempenho atlético, conduzindo a técnicas de treino melhoradas e a uma tomada de decisões estratégicas mais eficaz.
Gostaria de ter suporte de um dos nossos especialistas em machine vision para criar o seu próprio machine vision system for sports analysis? Estamos ansiosos por ajudá-lo a encontrar a configuração ideal, por favor contacte-nos através do formulário abaixo!
