Technik
Follow-Me
Sergej Reuer, Markus Kittelmann, Jonathan Zimmermann
Technik Inhalt
• Rückblick
• Hardware
• Auswertedaten
• Regelung
• Ausblick
09:27 2
Technik Rückblick• Gesichtserkennung P
• Abstandshaltung zu Personen P
• Drehen um Roboterachse P
• Tracking von abgewandten Gesichtern P
• Suchen von verlorenen Personen O
• Aktive Abstandshaltung zu Personen O
• Suchen von einer Person in einer Personengruppe O
• Keine Sicherheitsfunktionen (Laserscanner etc.) O
09:27 3
Technik Hardware• Panzersteuerung
• Koordinatensystem PTU
• Koordinatensystem Rumpf
• Koordinatensysteme Unabhängig von einander
• Leitrechner (Schnittstelle Software zu Leonie)
• Monitor (Mira, Trackingappetc.)
09:27 4X
YawPitch
Y
Technik Bilddaten
09:27 5
x
y
h
w
y 𝑋𝑤
0
x
Bild
mit
te
• Aus ImageProcessingUnit.C
x = boxDaten.x
y = boxDaten.y
w = boxDaten.w
h = boxDaten.h
𝑋𝑤 = robotMover.a
d = robotMover.d (nicht in Abbildung)
Technik Aktuelle vs. Letzte Doku• Keine Ausführliche Dokumentation
• Aktueller Stand war Unbekannt
• Erweiterung des Kurvenfahrens
– Auswertung des 𝑋𝑤
Lösung: strukturierte Dokumentation + Ansätze der Regelungsverbesserung
09:27 6
Technik Regelung Abstand
09:27 7
Image Processing
Unit
𝑋𝑤
Leonie
(Strecke)Kamerasystem
Tracking
𝑑𝑆𝑜𝑙𝑙
Regler
v
-
∆𝑑
𝑑𝐼𝑠𝑡
Technik Regelung Winkel+Suche
09:27 8
𝛷𝑠𝑢𝑐ℎ𝑒𝑛
Image Processing
Unit
𝑋𝑤
Leonie
(Strecke)Kamerasystem
Person suchen
Tracking
𝛷𝑆𝑜𝑙𝑙Regler
ω
-
𝑋𝑤
∆𝛷
𝛷𝐼𝑠𝑡
Technik Vergleich Regler
P-Regler PI-Regler
Vorteile Nachteile Vorteile Nachteile
• schnelle Regelung
• Regelabweichungmöglich
• keine bleibendeRegelabweichung
• langsame Regelung
• einfacher Aufbau
• sprunghafteRegelung
• weiches Regeln • Wind-Up-Effekt kann auftretten
09:27 9
Technik Ausblick• Verbesserung des Regelalgorithmus (PI Implementierung statt P)
• Variable Geschwindigkeit beim Folgen angepasst zur Bewegungsgeschwindigkeit der verfolgten Person (PID-Regler)
• Einbinden eines Distanzalgorithmus in die Regelung (wenn Person zu weit weg)
• Implementieren des Suchalgorithmus
09:27 10
Technik Ausblick• Betriebssicherheit beim Suchen (Laser/Kinect)
• Abstandsgenauigkeit verbessern (Laser/Kinect)
• Erkennen mehrerer Personen
• Aktives Tracken einer Person aus einer Personengruppe
• Asynchrones Verhalten von Antriebseinheit zur PTU (bei einer Drehung nicht auf eine Stelle fixieren)
• Landkarte einbinden
09:27 11
Technik Fazit• Tacking funktionsfähig
• abgewandte Person können getrackt werden
• keine 100% Erkennungssicherheit von Personen
• Diskussion P- und PI-Regler
• theoretischer Ansatz Suchfunktion
• kein Funktionstest möglich -> da Hardware im Umbau
• aktuelle Dateien geordnet und strukturiert
09:27 12
Technik Video• FollowMe_0 (Schachbrett)
• FollowMe_1 (Alle Funktionen)
• FollowMe_2 (Drehung um Achse)
• FollowMe_3 (Tracking mit Abwenden 1)
• FollowMe_4 (Tracking mit Abwenden 2, Tracking-Problematik)
• FollwoMe_5 (Tracking Folgen)
09:39 13
../../Data/Media/FollowMe.mp4../../Data/Media/FollowMe_1.MOV../../Data/Media/FollowMe_2.MOV../../Data/Media/FollowMe_3.MOV../../Data/Media/FollowMe_4.MOV../../Data/Media/FollwoMe_5.MOV
Technik
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
09:27 14
Technik Inbetriebnahme
• Lauffähige VM mit Ubuntu 12.04 / Mira
• Test der bereits implementierten Funktionen (Face-Tracking)
• Nachvollziehen des implementierten Programm
• Einarbeitung/Einrichtung des Workflow
Technik Tracking-Funktionen• Gesichtserkennung P
• Aktive Abstandshaltung zu Personen O
• Tracking von zugewandten Gesicht (Roboterachse) O
Technik Tracking-FunktionenYaw
Yaw
Φ
Φ
X
YPitch
Technik Tracking-FunktionenYaw
Φ X
YPitch YPerson
XPerson
Distanz
Technik Gesichtserkennung ≠ Kopferkennung
Technik Ausblick/Ideen• Aktive Abstandshaltung zu Personen relative
Geschwindigkeitsdifferenz zur Person halten
• Tracken eines der Kamera zugewendeten Gesicht (Gesichtserkennung ≠ Kopferkennung)
• Zu schnelles Drehen/Kalibrieren/Suchen? / Betriebssicherheit bei zu schnellem Drehen
• Suchfunktion außerhalb des Kamerawinkels