ライントレース大会 時間計測プログラム

ライントレース大会や追従大会における周回コースの周回速度を画像処理で計測するプログラムです．
計測結果はIncoming WebhookでSlackに送信し，結果を共有します．

確認済み実行環境

python==3.8.13
numpy==1.23.4
opencv-python==4.6.0.66
PyYAML==6.0
requests==2.28.1

必要なもの

• Webカメラ
• 三脚
• 適当なSlackのワークスペースとチャンネル（無くてもいいが，あった方が情報共有しやすい）

インストール

Anaconda等でPythonの仮想環境を作ってから，以下でライブラリをインストール

pip install -r requirements.txt

各ファイル説明

stopwatch.py

時間計測プログラム

conf.yml

設定ファイル
詳細はconf.ymlについて
特に，PCに接続されたどのWebカメラを使用するかは，conf.ymlのcamera_idで指定する．

img

マニュアル用の画像

実行マニュアル

準備

カメラと三脚をセッティングする．
なるべくカメラの向きは垂直にして，上からの撮影にする． スタートライン部分さえ撮影できればいいので，三脚はそこまで高くしなくていい．（三脚の足を長くしすぎると，学生が蹴とばして，三脚をずらしてしまう．）

このプログラムは背景差分を使用しているため，三脚やコースの紙がずれると，再実行する必要がある（ほんの少しだけなら大丈夫）．そのため，大会本番では，コースの紙をガムテで床に固定したり，webカメラのケーブルを三脚や床に軽くテープで留めるなど，なるべくずれないようにすることを推奨．

(推奨)SlackのIncoming Webhookの設定

計測結果を送信したいSlackのチャンネルでIncoming Webhookの設定する．
この設定はしなくてもいいが，その場合は計測結果がターミナルに表示されるだけで，情報の共有がしづらいため，設定推奨．
計測結果が大量に送られるため，どうでもいいワークスペースやチャンネルを使用することを推奨．計測のためにワークスペースを新しく作るのもいい．
Incoming Webhookの設定は検索かこのあたり参照．

発行したwebhook URLをconf.ymlのweb_hook_urlに設定する．

プログラム実行

まずは時間計測プログラムを実行

python stopwatch.py

それから，背景画像取得とスタートライン指定をしてから，時間計測する．

使いたいカメラとは違うWebカメラの映像が出たら，conf.ymlのcamera_idを変えて（+1して），再実行

背景画像取得

まずは背景画像を取得する．
以下の条件が揃ったら，Bキーを押して，背景画像を撮影する．

• カメラのピントが合う
• ロボットが写っていない
• （なるべく）人の影などが写っていない

Bキーを押したら，自動的に次のスタートライン指定モードになる

スタートライン指定

次にスタートライン指定を指定する．
測定の基準になるスタートラインの範囲を長方形で指定する．

長方形の左上部分でマウスの左ボタンを押して，そのままドラッグし，長方形の右下部分でマウスの左ボタンを離す（ドロップ） そうすると，指定した長方形が描画される． 指定した長方形（スタートライン）が気に入らなかった場合は，もう一度長方形を指定すれば変えられる．

スタートラインが決まったら，Sキーを押すと，時間計測モードに進む．

時間計測

ここから，自動で時間が計測される．
計測を終えるときは，pythonプログラムを実行しているターミナルの方でCtrl+Cなどで中断する．

Webカメラの映像と背景差分の二値化映像，二つのウィンドウが表示する． （下の画像はどちらもロボットをぼかしている．）
指定したスタートラインの範囲で，背景差分の検出面積がある一定以上超えたら，ロボットが通過したとして，ラップタイムを計測する．

計測した結果はwebhookを設定したSlackのチャンネルに送信される．
送信される計測結果がすべて有効とは限らないため，有効な結果には記録係がリアクションを着けるなど，分かるようにする．

ネット接続が途切れてしまった場合やwebhook URLが無効である場合でも，ターミナルに計測結果が表示されるため，一応そちらを見れば記録可能．