Simulador de Golfe com Computer Vision
Max Reijngoudt
Ao inspecionar os ângulos e o movimento num swing de golfe, é importante implementar um sistema de visão de simulador de golfe de alta qualidade, que é fundamental para detetar pequenos padrões de movimento que podem afetar o desempenho de um único swing. Compreendemos que pode ser difícil determinar a configuração de machine vision e o software corretos necessários para promover o melhor padrão e alcançar um desempenho ótimo no swing de golfe.
Os nossos produtos de machine vision e respetivos preços estão disponíveis e facilmente acessíveis para fornecer acesso direto à informação sobre este sistema de visão do simulador de golfe.
Nesta aplicação, o cliente que nos contactou sobre o seu simulador de golfe precisava de capturar os movimentos dos seus atletas a jogar golfe com uma câmera que tivesse uma taxa de frames por segundo (FPS) suficiente. Com um FPS mais elevado, este cliente conseguirá detetar pequenas ou grandes variações no swing dos diferentes tipos de atletas. Com esta informação, o cliente poderá ensinar os seus atletas a melhorar o swing e o desempenho no golfe de forma geral.
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Seleção de Câmera de Machine Vision
Neste sistema de visão para simulador de golfe, queremos primeiro escolher qual câmera será a mais adequada para o cliente. Devemos ter em mente que é necessário um frame rate elevado para simuladores de golfe e que também cumprimos as recomendações dos nossos clientes.
O nosso conselho foi utilizar a MER2-041-528U3M câmera, pois é atualmente a nossa câmera com maior FPS e superou o FPS necessário pelo cliente. Além disso, o nosso cliente não sabia se precisava de uma Câmera USB3 ou de uma Câmera GigE. Como a distância entre a câmera e o computador era inferior a 4,6 metros, aconselhámos a câmera USB3 porque a bandwidth é 4 vezes superior à das câmeras GigE. Com esta opção, o cliente também só precisa de um Cabo USB3 para alimentação e transmissão de dados.
O cliente não tinha qualquer requisito relativamente a uma câmera a cores ou monocromática (preto e branco), aconselhámos uma câmera monocromática, pois são 3 vezes mais sensíveis à luz do que as câmeras a cores. Como esta aplicação envolve os atletas a movimentar o taco de golfe enquanto é capturada uma imagem, também foi necessário selecionar uma câmera global shutter para garantir que as imagens não fossem distorcidas. Pode ler mais sobre global shutter e rolling shutter em nosso Knowledge Center Rolling Shutter vs. Global Shutter.
Para determinar a resolução necessária para este cliente, calculámos rapidamente o menor detalhe que precisava de ser visualizado, bem como o campo de visão (FOV).
Como o menor detalhe ainda não tinha sido determinado pelo cliente, foi acordado um valor de 1,5 mm (aproximadamente um pouco mais de 0,05 polegadas) e um FOV de 90 x 70 polegadas (228,6 x 177,8 cm) tinha sido previamente definido pelo cliente. Com base em 3 pixels por menor detalhe, eram necessários pelo menos 457x356 pixels para esta aplicação. A MER2-041-528U3M , que tem uma resolução de 720x540 pixels, satisfaz as necessidades desta aplicação.
Seleção de Lente para Sistema de Visão de Simulador de Golfe
Depois de conhecer a resolução necessária, ainda precisamos determinar a lente correta para esta aplicação, o que fazemos com base na nossa Calculadora Online de Lentes. Como pode ver na figura, o tamanho do sensor da MER2-041-528U3M é 1/2.9”. Seguindo os nossos cálculos anteriores e os requisitos definidos pelo cliente, com um FOV de 90in x 70in, é necessária uma lente com distância focal de 6mm. O FOV final será aproximadamente 90,06 x 67,54 in (229 x 171 cm), o que, após discussão com o cliente, era mais do que suficiente para a sua aplicação.
A nossa VA-LCM-5MP-06MM-F1.4-015 é uma excelente solução para a câmera de 0,41MP.
Calculadora de Lente
Configuração da Câmera
O cliente nesta aplicação específica de sistema de visão para simulador de golfe pretendia uma configuração com 2 câmeras. Uma das câmeras era necessária para uma vista de trás do jogador de golfe e uma câmera para uma vista frontal. Ambas as câmeras são iguais às mencionadas neste artigo, bem como a mesma lente referida na secção anterior.
Isto proporcionará ao cliente uma excelente compreensão dos movimentos realizados e formas de aperfeiçoar cada tacada de golfe. Cada câmera necessitava de um cabo USB3.0 de 3 metros, mas se o seu sistema de visão necessitar de vários ajustes, podemos facilmente fazer adaptações para satisfazer a necessidade da sua aplicação de visão.
Iluminação para Simuladores de Golfe
Para este sistema de visão, foi necessária iluminação ambiente suficiente para produzir imagens claras e concisas, conforme aconselhámos.
Se a sua aplicação estiver num cenário de pouca luz, poderá ser necessário utilizar 2-4 LED Spotlights ou outra machine vision lighting, podendo entrar em contacto connosco no final da página através do nosso formulário de suporte ao cliente.
Software de Processamento de Imagem para Simuladores de Golfe
Em alguns casos, uma câmera, lente e solução de iluminação não são suficientes para um sistema de visão de simulador de golfe. As nossas câmeras são compatíveis com GenIcam, o que significa que podem ser utilizadas com uma variedade de software de terceiros, incluindo MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV e software para Arm Boards. Para a primeira programação, o nosso SDK gratuito pode ser utilizado para adquirir imagens e definir os parâmetros da câmera.
O kit de desenvolvimento de software é compatível com PCs regulares e industriais e plataformas ARM, incluindo a série NVIDIA TX e Raspberry Pi. Os sistemas operativos suportados incluem Windows, Linux e Android.
Para o sistema de visão do simulador de golfe acima, foi necessário trabalhar com o Software Kinovea. O software Kinovea é um pacote de software open-source concebido em torno de quatro missões principais relacionadas com o estudo do movimento humano: captura, observação, anotação e medição. É um software de gravação de alta velocidade no qual pode realizar gravação e acompanhamento desportivo (entre outras funcionalidades), permitindo ainda analisar ângulos e padrões de movimento específicos de cada desporto.
O cliente conseguiu mostrar os pequenos ajustes do atleta ao seu swing de golfe enquanto utilizava o Kinovea, para ajudar a promover melhor o seu desempenho global no golfe.
Suporte para Sistemas de Visão de Simulador de Golfe
Gostaria de receber assistência de um dos nossos especialistas em machine vision para construir o seu próprio sistema de visão para simulador de golfe? Não hesite em contactar-nos através do formulário abaixo e entraremos em contacto consigo o mais rapidamente possível.
