Subiect challenge concurs robotică/programare

Deseori, pe cerul de deasupra noastră, ziua sau noaptea, apar meteori deosebit de strălucitori cunoscuți drept bolizi. De multe ori ei nu sunt surprinși de camerele de filmat ori unghiul de filmare nu este cel mai bun, meteorul apărând în colțul imaginii sau chiar pe jumătate sau mai mult în afara ei. În plus, bolizii pot dura maxim câteva secunde, prin urmare timpii de răspuns trebuie să fie de maxim o secundă.

Creați un robot intelligent SAU program pe calculator capabil să detecteze și să orienteze o cameră video după un obiect aflat în mișcare și extrem de rapid, ținându-l tot timpul în mijlocul imaginii camerei.

Robotul / aplicația va fi testat (ă) pe trei scenarii reale:

- Într-un mediu real pe un obiect ce se mișca rapid, de exemplu o pasăre de pe cer.

- Pe un film ale cerului nopții ce surprinde meteori. Filmul poate fi procesat și ca o secvență de imagini (format FITS)

- Doar în finală: în diverse medii (întuneric complet, crepuscul, zi înnorată, zi senină) cu diverși stimuli.

NOTĂ: În cazul dezvoltării unei aplicații fără robot punctajul va fi diminuat (a se vedea grila de corectare de mai jos).

În toate scenariile robotul / aplicația trebuie să centreze și să mențină centrată camera video pe obiectul aflat în mișcare. Se punctează și cazurile în care obiectul este doar detectat și camera se pornește și îl fotografiază. Se punctează și soluțiile cu camere all-sky (lentile fish-eye).

Este recomandat ca detectorul să aibe un consum mic de energie camera fiind ținută în repaus până la detecția mișcării de către senzorul de mișcare sau luminozitate.

Se pot folosi plăci Rasberry PI, Arduino, servomotoare pe 2 axe, cameră CCD și senzori de detecție a mișcării și luminozității. Alți senzori sunt acceptați în funcție de detaliile de construcție alese.

Echipele pot fi formate din maxim 4 persoane, împărțiti în două echipe, una pentru scriere codului de detecție a obiectului și una pentru asamblarea robotului și programarea senzorilor.

Grilă orientativă de punctare:

P1) 1 pct. Robotul (algoritmul) detectează mișcarea pe baza unui set de imagini (format de film sau imagini statice format FITS).

P2) 1 pct. Robotul pornește camera la detecția mișcării. NOTĂ. Dacă camera e tot timpul pornită atunci se va nota această cerință cu 0,5 pct.

P3) 2 pct. Robotul rotește camera spre zona în care a detectat mișcarea. Se va puncta cu 0,5 pct. dacă la oprirea camerei obiectul detectat nu mai este vizibil (a ieșit din câmpul camerei deplasându-se din poziția în care a fost detectat inițial). În cazul existenței a două sau mai multe detecții se va deplasa camera spre cea mai luminoasă. Se acordă 1 pct. dacă camera se orientează după orice obiect detectat nu neapărat cel mai strălucitor sau dacă se folosește o cameră cu lentilă fish-eye pentru observații ale întregului cer. Se va puncta cu 2 pct. dacă camera se va roti în continuare spre noua poziție a obiectului cel mai strălucitor, identificat de un senzor de data aceasta în altă zonă din afara imaginii camerei.

P4) 1 pct. Robotul identifică obiectul care se deplasează.

P5) 3 pct. Robotul menține obiectul centrat pe imagine.

P6) 1 pct. Robotul folosește baterii alimentate cu energie solară suficient de puternice pentru a funcționa pe timpul nopții.

P7) 1 pct. Robotul trimite o notificare a detecției împreună cu un scurt filmuleț utilizatorului. Se vor da 0,5 pct. dacă mesajul este transmis la mai mult de 10 minute de la detecția mișcării de către senzor.

NOTĂ: Pașii P1, P3 (parțial dacă se folosesc camere cu imagini all-sky), P4, P5, P7 pot fi realizați doar algoritmic. În acest caz vor fi punctați tot cu punctaj maximal.

NOTĂ: În lipsa unui robot funcțional se poate opta pentru o simulare 3D în Unity sau alt software. În acest caz pașii P2, P3, P5 se vor puncta cu jumătate din punctaj. Dacă se optează pentru acest scenariu trebuie avut în vedere posibilitatea de trimitere de imagini live de la camera calculatorului pentru teste precum și simularea realistă a mișcării camerei.

Etape concurs:

15 aprilie – lansare challenge.

30 iunie – termen înscriere echipe.

15 septembrie – prototip robot cu senzori instalați și funcționali (sau prototip aplicație software).

1 octombrie – termen limită pentru trimiterea filmulețelor demonstrative ale celor două scenarii. Pe baza lor se va realiza selecția echipelor care vor participa în finală la ediția doua a concursului de astronomie practică Ioan Curea. Jurații au dreptul de a cere clarificări asupra implementării robotului în această fază.

15 octombrie – selecția finaliștilor.

9 noiembrie – finala concursului de astronomie observațională Ioan Curea la Timișoara. Concurenții vor trebui să demonstreze funcționarea robotului / aplicației timp de 2 ore în diverse medii (lumină, întuneric) fără o sursă de alimentare în zonă (priză). Robotul care rezistă cel mai mult, implementează cele mai multe funcționalități și are timpul de reacție cel mai mare este desemnat câștigător.

IMPORTANT: Pentru neclarități echipele pot trimite întrebări la marc.frincu (la) e-uvt (punct) ro. Se înlocuiește (la) cu @ și (punct) cu .