HAMDOUCH Réda - PAUBLANT Julien - PETIT Alexandre - SALIBA Louise
Resolution of a Rubik's cube with a live display Movie presentation : https://drive.google.com/file/d/1Fb_B88P7SXOi7BoVRq54Ou3oryQ3pcuv/view?usp=sharing
Étapes pour faire fonctionner le Rubik’s Solver :
- Télécharger le dossier de code et l’ouvrir dans un IDE python
- Créer un virtual environnement et l’activer ( . venv/bin/activate)
- Installer les librairies nécessaires (requirements) : pip install -r requirements.txt
- Exécuter le fichier main.py qui se trouve dans le dossier principal
La partie acquisition se lance :
- Réaliser la calibration de la caméra : montrer les faces du rubik’s cube une à une comme indiqué en haut à gauche de l’écran.
- Réaliser l’acquisition des faces : les faces sont demandées une à une en haut à gauche selon leur position (front, up, down, right, left, back), et un résumé des faces acquises s’affiche en bas à droite. S’il n’y a pas d’erreur l’acquisition est validée et il suffit d’appuyer sur ‘q’ pour quitter.
La partie Tutoriel se lance:
Le rubik’s cube s’affiche avec la configuration fournie lors de l’acquisition. L’affichage peut être modifié (rotation du cube) à l’aide des flèches du clavier. Afin de résoudre le rubik’s cube, il faut appuyer sur la touche entrée et une étape va être jouée à l’écran. En appuyant consécutivement sur cette touche, on arrive à la résolution du cube. Une fois terminé, il suffit de quitter la fenêtre.
Partie acquisition :
La partie acquisition se décline en deux grandes étapes :
- La calibration des couleurs, qui permet de rendre notre détection invariante à la luminosité de l’environnement. Pour cela, l’utilisateur doit suivre les consignes qui consistent à afficher à l’écran la face dont le carré central est la couleur indiquée en haut de l’écran.
- L’acquisition des faces : l’utilisateur présente une première face (aléatoire) du cube. Il doit suivre les consignes qui lui sont indiquées à l’écran (flèches) pour les faces suivantes. Durant ce processus, l’utilisateur devra remontrer la face frontale deux fois pour être sûr que l’orientation n’a pas changé. Une fois l’acquisition finie, s’il n’y a pas d’erreurs liée à l’orientation. Un message de réussite est affiché à l’écran. L’utilisateur peut appuyer sur la touche “q” pour passer à la prochaine étape. Dans le cas contraire (acquisition erronée), un message d’erreur s’affiche et l’utilisateur doit recommencer l’acquisition des faces (sans passer par la calibration)
Technologies utilisées pour la détection :
- Utilisation de filtres: flou gaussien ,canny(),dilate() pour détecter l’ensemble des contours
- Applications de conditions pour ne garder que les 9 contours correspondant aux facettes de la face: propriétés d’un carré ( angle droit, cotés égaux)
- Distance entre l’objet et la caméra fixé à partir de la taille des surfaces des facettes
- Détection des couleurs : on récupère la moyenne de la couleur de chaque facettes lorsqu’elle est acquise ( en RGB) et nous appliquons la distance CIE2000 avec les couleurs de références obtenues lors de la calibration.
Partie Animator : Nous avons utilisé pour cette partie la librairie OpenGL qui permet d’afficher et de faire des calculs sur les images 2D et 3D. Dans notre projet, les fonctions d’openGL nous ont permis de dessiner les 27 cubes qui composent le rubik’s-cube.
Nous utilisons aussi le package « pygame » qui est très utilisé pour la conception de jeu vidéo en python. Sur ce projet, il permet de rendre le tutoriel interactif en appuyant sur la touche « ENTER » pour passer à l’étape suivante.
Enfin nous avons comme pour la partie acquisition utilisée le package « kociemba » qui renvoie les étapes de mouvement pour résoudre un Rubik’s-cube. Nous avons ensuite traité ces données afin de matcher ces informations avec la représentation graphique.
Lors de la récupération des informations de l’acquisition, nous initialisons un rubik’s-cube résolu (toutes les faces ont une couleur unique). Dans un second temps, grâce à la fonction « solve » de kociemba, nous programmons les rotations inverse qui permet de mélanger le Rubik’s-cube. Cette étape est codée dans l’initialisation du cube entier, nous ne l’apercevons pas sur l’écran. Enfin, nous affichons les rotations à faire pour résoudre le cube chaque fois que l’on appuie sur la touche « ENTER ».