ROBOT IRÁNYÍTÁS INFRAVÖRÖS LED TÖMBBEL

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004 Nemzeti kutatóközpont fejlett infokommunikációs technológiák kidolgozására és piaci bevezetésére

ROBOT IRÁNYÍTÁS INFRAVÖRÖS LED TÖMBBEL

A KUTATÁSI TERÜLET RÖVID MEGFOGALMAZÁSA


• Célok: – Növekvő érdeklődés a non-Boolean számítógép architektúrák iránt: téridőbeli dinamika „képkocka-mentes” (frameless) feldolgozással: a számítás előrehaladásával kifejlődő dinamika „azonosít” – autonóm robot sikeres mozgáskoordinációjának támogatása, IR tartományban működő deszkamodell szenzormező(k) jelei alapján – mobilrobot platformot mélységkamerákkal hardveresen és szoftveresen integráljuk, mélységkamerás mobil érzékelési kísérletekre alkalmassá tegyük – emberi járás, mint bio-metrikus marker mozgó robot platformról történő mozgó emberek követése és azonosítása

2

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004

KUTATÁSI TERV

Nemzeti kutatóközpont fejlett infokommunikációs technológiák kidolgozására és piaci bevezetésére

A kutatási terv 2015. január – március időszakára megfogalmazott feladatok: • Mérési környezet összeállítása. Infraszenzor-mezővel mérések végzése, mely a láb lehelyezését pontosabbá, biztonságosabbá teszi az előzetesen ismert (pontatlan) talajinformációkhoz képest. • Mélységkamerák fizikai és szoftveres integrációja mobil robot platformon, emberi járás vizualizációja és a mozgás monitorozáshoz szükséges SLAM algoritmus implementációja, 3D adatintegrációs szoftver rendszer kialakítása.

3

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004

A TÉMA SZAKMAI ELŐREHALADÁSA Deszkamodell szenzormező: mérési adatok gyűjtése a környezetről • A) 8x8-as LED mező érzékelő szenzorokkal • B) vezérlő és kiolvasó áramkörök


A)

B)

Szimulátor: Celluláris Hullámszámítógép, a számítások lokálisan terjedő hullámokkal valósulnak meg. A nyers mérési adatok feldolgozása: • állapot egyenletek: explicit Euler és RK-45 megoldók a közelítésre • szoftveres keretrendszer: c++, MATLAB 4

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004

MINTAPÉLDA


A feladat: specifikus tereptárgy (domb vagy völgy) felismerése, aminek a mérete nagyobb mint, amekkorát a szenzormező belát A kulcslépés: a teljes képfolyam megjelenik a bementen , ahelyett, hogy különálló képeken végzünk feldolgozást

5

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004

SZÁMÍTÁSI MODELL


Három hullámdinamika fejlődik együtt: • a téridőbeli bemenet (u) • a számító celluláris mező saját dinamikája (x, F által definiálva) • a fényforrások mintázata (v, G1 vagy G2 által definiálva) Két esetben vizsgáljuk a kölcsönhatásukat: „független aktiváció” esete

x  F ( x, f1 ( x), u )   v  const. vagy v  G1 (v, f 2 (v))

„adaptív aktiváció” esete

x  F ( x, f1 ( x), u )   v  G2 (v, f 2 (v), f1 ( x))

u: két-dimenziós bemeneti folyam x: két-dimenziós számítás folyama (a cellák belső állapota) v: a fényforrások aktivációs erősségét meghatározó két-dimenziós folyam 6

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004

SZÁMÍTÁSI MODELL – TEMPLATE PROGRAM

xij   xij (t )  y  f pwl  0 A s 0


  A(i  k , j  l ) y

|k i| rd |l  j| rd

kl

(t ) 

  B(i  k , j  l )u

|k i| rd |l  j| rd

kl

(t )  z

1 ( x  1  x  1) 2

0 0 p s r 0

0 0 0 B0 b 0 0 0 0

zz

s  1.1, b  1.0,

p  1.0, r  0.7, z  0.0

• peremfeltétel: zero-flux • méret: 8 x 8 cella • cella-modell: Chua-Yang 7

„TÚLMÉRETES” OBJEKTUM DETEKTÁLÁSA


8

KÉPKOCKÁNKÉNTI VS. KÉPKOCKAMENTES FELDOLGOZÁS


SR1

9

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004

EGYENSÚLYI PONTOK

0 A s 0

0 0 p s r 0

0 0 0 B0 b 0 0 0 0


zz

S7(S6(…S1(M)…))

S2(S1(M)) S1(M)

M 10

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004

EGYENSÚLYI PONTOK


11

EGYENSÚLYI PONTOK – 16DIMENZIÓS RENDSZER


12



6. bementi kép esetén: 9(2) – 7(2/1) – 5(2/1) – 3(1) ep. {d1, d2} függvényében

13



7. bementi kép esetén: 5(1) – 7(1) – 9(2) ep. {d1, d2} függvényében

14



A: 6. bemeneti kép B: 7. bemeneti kép (d1 = 0.07, d2 = 0.0) ‘x’: a rendszer a bemeneti kép állapotából indul ‘□’: a rendszer az első stabil egyensúlyi pontból indul ‘○’: a rendszer a második stabil egyensúlyi pontból indul

15

A TÉMA SZAKMAI ELŐREHALADÁSA


Mélységkamerák fizikai integrációja a mobil roboton: • A mélységkamerák szoftveres integrációja. Meghajtó program fordítása és telepítése. • Az ORB-SLAM elnevezésű egykamerás térképező-navigáló programcsomag telepítése. A háromdimenziós csontváz modellek időbeli vizualizációja. • A mélységkamerás mérések feldolgozására szolgáló szoftver fejlesztése az úgynevezett Kinect Fusion algoritmus mérési körülményeknek megfelelő módosításával.

16

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004

SZEMÉLYEK - FELADATOK


Gergely Krisztián

Informatikus mérnök

Kísérleti hardver-szoftver környezet felállítása

Dr. Koller Miklós

egyetemi adjunktus

Algoritmustervezés, programozás, mérések elvégzése

Dr. Cserey György

Témavezető, egyetemi docens

Kapcsolódó „state of the art” megoldások áttekintése, irányítás

17

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0004

INDIKÁTOROK


• Konferenciapublikációk: – K. Gergely and G. Cserey: „Gait recognition with depth camera from a moving platform„ Progress in Motor Control X, accepted. – A. Répai and G. Cserey: „Accelerometry based human-machine interface for robotic applications„ Progress in Motor Control X, accepted.

• Folyóiratpublikáció: – M. Di Marco, M. Forti, B. Garay, M. Koller, L. Pancioni: „Floquet multipliers of a metastable rotating wave in a Chua-Yang ring network”, Journal of Mathematical Analysis and Applications, submitted.

• Együttműködés: – A kutatási témához kapcsolódóan együttműködés indult egy NSF projekt keretében a Notre Dame-i Egyetemmel (USA). Ennek keretében a nyáron egy amerikai vendég Ph.D. hallgató kapcsolódik be a mobil robotikai projekt kutatási feladataiba. 18


KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!

ROBOT IRÁNYÍTÁS INFRAVÖRÖS LED TÖMBBEL

Recommend Documents