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