Recursos avançados e rastreamento

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Este capítulo descreve em detalhes as funções de rastreamento automático do sistema, incluindo rastreamento de cor, rastreamento de rosto e rastreamento de QR code, além do mecanismo de bloqueio de alvo e do ajuste de parâmetros.

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Visão geral dos modos de rastreamento automático

O sistema oferece três modos de rastreamento automático:

1. Rastreamento de cor: rastrear objetos de uma cor especificada
2. Rastreamento de rosto: rastrear rostos
3. Rastreamento de QR code: rastrear QR codes

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Rastreamento de cor

Seleção de cor

O sistema oferece rastreamento de várias cores:

• Vermelho
• Verde
• Azul No programa, é possível alternar a cor pelas teclas:
• X: selecionar vermelho
• Y: selecionar verde
• Z: selecionar azul

Fluxo de uso do rastreamento de cor

1. Pressione C para conectar o gimbal
2. Pressione 2 para entrar no modo de rastreamento de cor
3. Coloque o objeto da cor desejada no centro da imagem
4. Pressione T para bloquear o alvo
5. Mova o alvo e observe o gimbal acompanhar

Exemplo simples de rastreamento de cor

Você também pode usar o programa de exemplo de rastreamento de cor simples:

python examples/04_color_track_simple.py --camera 0 --port COM3 --color red

Este programa oferece a função mais básica de rastreamento de cor e é ideal para aprendizado.

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Rastreamento de rosto

Princípio do rastreamento de rosto

O sistema usa o classificador em cascata Haar do OpenCV para a detecção de rostos. Depois de detectar um rosto, o sistema calcula automaticamente a posição do alvo e controla o gimbal para acompanhá-lo.

Fluxo de uso do rastreamento de rosto

1. Pressione C para conectar o gimbal
2. Pressione 1 para entrar no modo de rastreamento de rosto
3. Coloque o rosto no centro da imagem
4. Pressione T para bloquear o alvo
5. Mova o rosto e o gimbal o seguirá automaticamente

Dicas para aumentar a taxa de sucesso da detecção de rostos

• Mantenha iluminação suficiente e evite contraluz
• Mantenha o rosto de frente para a câmera
• Mantenha uma distância adequada (recomenda-se 1-3 metros)
• Evite cenas com vários rostos ou use o mecanismo de bloqueio para fixar o alvo do rastreamento

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Rastreamento de QR code

O modo de rastreamento de QR code usa o QRCodeDetector do OpenCV para reconhecer e localizar QR codes. O uso é semelhante aos dois modos de rastreamento anteriores:

1. Conecte o gimbal e entre no modo de rastreamento de QR code
2. Coloque o QR code no centro da imagem e pressione T para bloquear
3. Mova o QR code e observe o gimbal acompanhar

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Mecanismo de bloqueio de alvo

Função do bloqueio

O mecanismo de bloqueio de alvo é uma função essencial do sistema; seus objetivos incluem:

• Registrar a posição central e o tamanho do alvo no momento do bloqueio
• Quando há vários alvos, priorizar o mais próximo do ponto de bloqueio
• Evitar trocas frequentes de alvo e manter a estabilidade do rastreamento

Fluxo de bloqueio

1. Coloque o objeto-alvo no centro da imagem
2. Pressione T para bloquear
3. Após o bloqueio bem-sucedido, o sistema priorizará o alvo mais semelhante ao do momento do bloqueio
4. Pressione S para cancelar o bloqueio e parar o rastreamento

Lógica de seleção durante o bloqueio

Na seleção de alvo após o bloqueio, o sistema considera dois fatores:

• Distância: quão próximo o centro do alvo está do ponto de bloqueio (peso 70%)
• Tamanho: grau de semelhança do tamanho do alvo com o do momento do bloqueio (peso 30%)
• O sistema rastreia o alvo com a maior pontuação combinada

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Ajuste dos parâmetros de controle do rastreamento

Em src/trackers/tracking_controller.py, há os seguintes parâmetros ajustáveis:

Parâmetro	Valor padrão	Descrição
kp_pan	0.08	Ganho proporcional do rastreamento esquerda/direita
kp_tilt	0.12	Ganho proporcional do rastreamento cima/baixo
dead_zone	30	Zona morta (pixels); dentro dessa faixa o gimbal não se move
min_move_interval	0.15	Intervalo mínimo de movimento (segundos), limita a frequência de movimento do gimbal

Métodos de ajuste dos parâmetros

• Rastreamento muito lento: aumente kp_pan e kp_tilt
• Rastreamento sensível demais, causando tremores: reduza kp_pan e kp_tilt, ou aumente min_move_interval, ou aumente dead_zone
• Microajustes frequentes, causando tremores: aumente dead_zone
• Direção invertida: altere o sinal de delta_pan ou delta_tilt no método calculate_move

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Exemplo completo de uso do rastreamento

A seguir, um exemplo completo de fluxo de uso:

1. Inicie o programa:

python examples/auto_tracking_demo.py --camera 0 --port COM3 --color red

1. Pressione C para conectar o gimbal
2. Pressione 2 para selecionar o modo de rastreamento de cor
3. Coloque o objeto vermelho no centro da imagem
4. Pressione T para bloquear o alvo
5. Mova o objeto e observe o gimbal acompanhar
6. Se quiser trocar para verde, pressione Y e depois pressione T novamente para bloquear
7. Pressione S para parar o rastreamento e R para centralizar
8. Pressione Q para sair

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Dicas para desenvolvimento avançado

Para personalizar funções ou fazer desenvolvimento secundário, consulte:

• src/sc_servo.py: comunicação de baixo nível com os servos
• src/gimbal.py: controle do gimbal
• src/trackers/tracking_controller.py: controlador de rastreamento
• src/detectors/: diversos detectores de alvo