• Sensor de imagem de visão robótica Pixy 2.1 da Charmed Labs para LEGO
• Menor e mais rápido (60 quadros por segundo) que o Pixy1 anterior
• Novo modo de “seguimento de linha” com algoritmos personalizados para detecção e rastreamento de linhas
• Software PixyMon aprimorado (aplicativo para PC/Mac/Linux)

O sensor de imagem de visão robótica Pixy 2.1 da Charmed Labs para LEGO apresenta um sensor menor, mais rápido e mais capaz que o Pixy original.

Pixy 2 pode aprender a detectar objetos que você ensina, apenas pressionando um botão. Além disso, possui novos algoritmos que detectam e rastreiam linhas para uso com robôs seguidores de linhas. Os novos algoritmos também podem detectar cruzamentos e “sinais de trânsito”. Os sinais de trânsito podem dizer ao seu robô o que fazer, como virar à esquerda, virar à direita, desacelerar, etc.

E o Pixy2 faz tudo isso a 60 quadros por segundo, para que seu robô também possa ser rápido. Pixy2 vem com um cabo especial para conectar diretamente a um Arduino e um cabo USB para conectar a um Raspberry Pi, para que você possa começar rapidamente. Sem Arduino ou Raspberry Pi? Sem problemas! Pixy2 possui várias interfaces (SPI, I2C, UART e USB) e comunicações simples, para que você faça com que o controlador escolhido converse com o Pixy2 rapidamente.

Campo de visão mais amplo

A nova versão 2.1 possui um campo de visão de 80 graus e oferece um campo de visão maior. Há alguma distorção esférica com a nova lente, que vem com um campo de visão mais amplo.

Lente substituível e foco ajustável

A montagem da lente M12 permite substituir uma lente diferente e possui um foco ajustável que permite focar objetos a praticamente qualquer distância, inclusive até 0,25 polegada.

Menos distorção cromática e menos ruído de pixel

A nova lente praticamente não tem distorção cromática nas bordas, enquanto a versão anterior do Pixy tinha distorção cromática mensurável.

Além disso, a nova lente tem um F-stop de 2,0 em comparação com a lente anterior, que tinha um F-stop superior a 3,0. Isto significa melhor capacidade de captação de luz, mais sinal e menos ruído para uma determinada quantidade de luz ambiente. Menos ruído significa melhor precisão de detecção para esta nova versão do Pixy.

Se você deseja que seu robô execute uma tarefa como pegar um objeto, perseguir uma bola, localizar uma estação de carregamento, etc., e deseja que um único sensor ajude a realizar todas essas tarefas, então a visão é o seu sensor. Sensores de visão (imagem) são úteis porque são muito flexíveis. Com o algoritmo certo, um sensor de imagem pode detectar praticamente qualquer coisa.

Mas há duas desvantagens nos sensores de imagem: 1) eles produzem muitos dados, dezenas de megabytes por segundo, e 2) o processamento dessa quantidade de dados pode sobrecarregar muitos processadores. E se o processador conseguir acompanhar os dados, grande parte do seu poder de processamento não estará disponível para outras tarefas.

Pixy2 resolve esses problemas emparelhando um poderoso processador dedicado com o sensor de imagem. Pixy2 processa imagens do sensor de imagem e envia apenas informações úteis (por exemplo, dinossauro roxo detectado em x=54, y=103) para o seu microcontrolador. E faz isso na taxa de quadros (60 Hz). As informações estão disponíveis através de uma das diversas interfaces: serial UART, SPI, I2C, USB ou saída digital/analógica. Assim, seu Arduino ou outros microcontroladores podem conversar facilmente com o Pixy2 e ainda ter bastante CPU disponível para outras tarefas.

60 quadros por segundo
O que significa “60 quadros por segundo”? Resumindo, significa que o Pixy2 é rápido. Pixy2 processa um quadro de imagem inteiro a cada 1/60 de segundo (16,7 milissegundos). Isso significa que você obtém uma atualização completa das posições de todos os objetos detectados a cada 16,7 ms.

Nesse ritmo, é possível rastrear o caminho da bola caindo/quicando. (Uma bola viajando a 64 km/h se move menos de 30 centímetros em 16,7 ms.) Se o seu robô estiver seguindo uma linha, ele normalmente se moverá uma pequena fração de polegada entre os quadros.

Dinossauros roxos (e outras coisas)

Pixy2 usa um algoritmo de filtragem baseado em cores para detectar objetos chamado algoritmo Color Connected Components (CCC). Os métodos de filtragem baseados em cores são populares porque são rápidos, eficientes e relativamente robustos. A maioria de nós está familiarizada com RGB (vermelho, verde e azul) para representar cores. Pixy2 calcula a cor (matiz) e a saturação de cada pixel RGB do sensor de imagem e os usa como parâmetros de filtragem primários.

A tonalidade de um objeto permanece praticamente inalterada com mudanças na iluminação e na exposição. Mudanças na iluminação e na exposição podem ter um efeito frustrante nos algoritmos de filtragem de cores, fazendo com que eles quebrem. O algoritmo de filtragem do Pixy2 é robusto quando se trata de mudanças de iluminação e exposição.

Sete assinaturas de cores

O algoritmo CCC do Pixy2 lembra até 7 assinaturas de cores diferentes, o que significa que se você tiver 7 objetos diferentes com cores exclusivas, o algoritmo de filtragem de cores do Pixy2 não terá problemas para identificá-los. Se precisar de mais de sete, você pode usar códigos de cores.

Ensine-lhe os objetos de seu interesse.
Pixy2 é único porque você pode ensinar fisicamente o que está interessado em sentir. Dinossauro roxo? Coloque o dinossauro na frente do Pixy2 e pressione o botão. Bola laranja? Coloque a bola na frente do Pixy2 e pressione o botão. É fácil e rápido.

Mais especificamente, você ensina Pixy2 segurando o objeto na frente de sua lente enquanto mantém pressionado o botão localizado na parte superior. Ao fazer isso, o LED RGB sob a lente fornece feedback sobre qual objeto está olhando diretamente. Por exemplo, o LED fica laranja quando uma bola laranja é colocada diretamente na frente do Pixy2. Solte o botão e o Pixy2 gera um modelo estatístico das cores contidas no objeto e as armazena em flash. Ele usará então esse modelo estatístico para encontrar objetos com assinaturas de cores semelhantes em seu quadro a partir de então.

Pixy2 pode aprender sete assinaturas de cores, numeradas de 1 a 7. A assinatura de cor 1 é a assinatura padrão. Para ensinar ao Pixy2 as outras assinaturas (2-7) é necessária uma simples sequência de pressionamento de botão.

PixyMon permite que você veja o que Pixy vê
PixyMon é um aplicativo que roda em Windows, macOS e Linux. Ele permite que você veja o que o Pixy vê, seja como vídeo bruto ou processado. Também permite configurar seu Pixy, definir a porta de saída e gerenciar assinaturas de cores. PixyMon se comunica com Pixy por meio de um cabo mini USB padrão. PixyMon é ótimo para depurar seu aplicativo.

Suporte ao controlador

O Pixy pode se conectar facilmente a vários controladores diferentes porque suporta várias opções de interface (serial UART, SPI, I2C, USB ou saída digital/analógica), mas o Pixy começou sua vida conversando com Arduinos. Foi adicionado suporte para Arduino Due, Raspberry Pi e BeagleBone Black.