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Laser-pointer based HRI Paul-Émile Arnaly Christian Knapp Lehrstuhl für Steuerungs- und Regelungstechnik Technische Universität.

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Präsentation zum Thema: "Laser-pointer based HRI Paul-Émile Arnaly Christian Knapp Lehrstuhl für Steuerungs- und Regelungstechnik Technische Universität."—  Präsentation transkript:

1 Laser-pointer based HRI Paul-Émile Arnaly Christian Knapp Lehrstuhl für Steuerungs- und Regelungstechnik Technische Universität München Abschlusspräsentation Betreuer: Dr.-Ing. Drazen Brscic

2 Agenda Aufgabenstellung und Projektziel Projektverlauf und Lösungsansätze Ergebnisse 2

3 Projektziel Implementierung Laserpunkt Verfolgung in Kamerabildern Implementierung Mausinterface Detektion der Projektion, Kamera Selbstkalibrierung Test: Laserpointer basierte Fernbedienung eines interaktiven Programms wie z.B. Google Earth Eventuell: Übertragung auf Roboterinterface 3 Teilaufgaben

4 Hardware Logitech Webcam Pro 9000 –Auflösung: 640x480 –25 fps –Automatische Blendenwahl Imaging Source DFK 21F04 –Auflösung: 320x240 –30 fps –Manuelle Blendenwahl am Objektiv 4

5 Mit Hintergrundsubstraktion Laserpunkterkennung Ohne Hintergrundsubstraktion 5 Schwellwertbildung: eine Stufe unter sum(Bild)=0 Position des ersten pix > 0 ist Laserpunkt Kein Laserpunkt im Bild Wenn Schwellwert unter Schwellwertuntergrenze Reduzierung Schwellwert um 7 Stufen Suche ersten pix>0 & Abstand zu erstem LP>20 Wenn Suche über gesamtes Bild nicht erfolgreich Zweiter Laserpunkt im Bild Kein zweiter Laserpunkt

6 Mausansteuerung Klick erfolgt nicht gleichzeitig mit erscheinen des Laserpunkts Ansteuerungsschwierigkeiten –Zeigen nicht möglich Zeigen /aus/ein -> Klick Scroll mit zwei Laserpointern –Maus kommt in die Mitte Scroll auf der Seite –Sicherer, akkurater Geringe Geschwindigkeit –Gut für Google Earth/Maps –Zu langsam beim Dokumentscrolling 6 t 1 sec

7 Befehlsinterpretation 0: Kein Laserpunkt erkannt 1: Ein Laserpunkt erkannt im Hauptfeld erkannt N: Ein Laserpunkt im Zoomfeld erkannt 2: Zwei Laserpunkte erkannt *: Laserpunkt neben letzte bekannte Position t: Timer 7

8 Verzerrungskorrektur Fullscreen schwarz/weiß Hintergrund- substraktion 8 Canny Edge Detector Hough line Filter Selektion der 4 Richtigen Linien Schnittpunkte ergeben korrespondierende Ecken

9 Zusammenfassung Ergebnisse Genauigkeit ausreichend für grundlegende Interaktion Gute Nutzbarkeit unter Normalen Umgebungsbedingungen Energieschwache Laserpointer nutzlos Aufgaben für zukünftige Arbeit Erhöhung der Auflösung der Kamera Automatische Einstellung der Schwellwertuntergrenze und sonstigen Kameraparametern Automatisierung der Blendeneinstellung Benutzerfreundlichkeit 9

10 Ausblick Zeitlicher Signal im Laserstrahl Farblicher Signal im Laserstrahl 3D Erweiterung: Stereoskopisches Verfahren –Farben 3D –Polarisation 3D –Image Switch 3D (Active 3D mit LCD Brillen) 10 t

11 Ausblick - Videoprojektorroboter 11 Dr. Matsumaru's Bio-Robotics & Human- Mechatronics Laboratory (2008) Star Wars - George Lucas (1977) 3M ultra mini Video Projektor

12 Vorführung Programvorführung … 12

13 Fragen & Diskussion 13


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