Машинное зрение в робототехнике: цвет, бинаризация, метки — тест

Камера стоит дешевле десятка специальных датчиков и видит больше, но робот получает от неё не «красный кубик слева», а миллион чисел. Модуль «Машинное зрение» учит превращать эти числа в решения: найти линию, выделить объект нужного цвета, узнать форму и прочитать метку. Работа проверяет, как ученик понимает каждый шаг такой обработки.

Темы

Цифровое изображение: пиксель, разрешение, каналы цвета, глубина цвета. Модели RGB и HSV и почему выделять объект по цвету удобнее в HSV — тон почти не зависит от освещённости. Перевод в оттенки серого, пороговая бинаризация, маска цвета, фильтрация шума. Поиск контуров, площадь и ограничивающий прямоугольник, центр масс объекта, распознавание формы по числу вершин. Детектирование линии по камере. Матричные метки ARTag и их применение для навигации и сортировки; системы видеонаблюдения и парковки в проектах одиннадцатого класса.

Задания

Пятнадцать заданий: посчитать объём кадра в байтах, выбрать порог бинаризации, определить цвет по значениям каналов, сопоставить форму и число вершин контура, расставить шаги поиска красного объекта, дополнить текст о модели HSV. Двадцать пять минут.

Разбор

Пояснения показывают, почему один и тот же красный кубик в тени и на солнце даёт очень разные RGB, но близкий тон в HSV, зачем перед поиском контуров убирают мелкий шум и как по смещению центра линии от центра кадра получить ошибку для регулятора.

Назначение

Работа рассчитана на второе полугодие десятого класса после модуля о машинном зрении; в одиннадцатом классе её можно использовать как повторение перед проектами с камерой — сортировщиком, уборщиком мусора или робофутболом.

Форматы и условия прохождения

Ученик отвечает как с компьютера, так и с телефона; специальные программы не требуются — тест открывается в обычном браузере. Поскольку для работы можно указать окно выполнения, ученики вправе проходить её дистанционно, из дома. Для честности предусмотрена защита от списывания: система отслеживает переходы ученика на другие вкладки и в сторонние приложения.