Korisnički alati

Site alati


2017:amatic:projektni_zadatak

Svrha projekta

Detektor mjesečarenja je projekt napravljen s željom da poveća sigurnost osoba koje mjesečare ili su dementne tijekom sna.

Korisnici projekta

Osobe koje mjesečare ili dementne osobe te njihovi skrbnici.

Ciljevi projekta

  1. Spriječiti osobu koja mjesečari ili dementnu osobu da se dovede u po život opasne situacije.
    • Detektirati početak mjesečarenja ili pad dementne osobe.
      • Snimanje kamerom mjesečara dok spava i detekcija pokreta na videu snimljenom s kamerom.
    • Detektirati izlazak ili pokušaj izlaska iz prostorije.
      • Ultrazvučni senzori na vratima koji se aktiviraju kada mjesečar izlazi iz prostorije.
  2. Osigurati miran san bližnjima osobe koja mjesečari i buđenje tek u trenutku potrebe.
    • Obavještavanje skrbnika pomoću jedinice za alarmiranje tek u trenutku kad se detektira pad (dementna osoba) ili izlazak (mjesečar).

Resursi

Sustav za detekciju mjesečarenja sastoji se od tri podsustava koji međusobno komuniciraju:

  1. Podsustav za detekciju ustajanja iz kreveta
    • Raspberry Pi 3 model B
    • Web kamera
    • Processing
    • Mosquitto poslužitelj
  2. Podsustav za detekciju izlaska osobe iz sobe ili pada s kreveta
    • Arduino Due
    • ESP8266 WiFi modul
    • Ultrazvučni senzor
  3. Podsustav za alarmiranje skrbnika
    • Arduino Mega 2560
    • ESP8266 WiFi modul
    • Zvučnik

Ograničenja

Sustav ne radi stalno te ga je po potrebi nužno priključiti na napajanje. Doseg sustava je određen dosegom WiFi signala lokalne mreže na koju je spojena centralna jedinica s kamerom i senzorima te jedinica za alarmiranje. Sustav ne predviđa dozvoljena kretanja promatrane osobe tijekom noći poput odlaska na WC.

Vlastita uloga na projektu

Moja uloga na projektu bila je, zajedno s kolegicom Karužić, ostvariti algoritam koji bi pravilno i dovoljno brzo ocijenio ustajanje ili pad osobe s kreveta. Konačni algoritam koji detektira pokret može se podijeliti u dva dijela od kojih svaki dio predstavlja jednu razinu sigurnosti pri donošenju odluke o tome je li dogodio pokret ili ne. Potreba za više nezavisnih pokazatelja pokreta je posljedica zahtjeva da sustav detektira trenutak kada osoba koja mjesečari više nije na prostoru svojeg kreveta, nego je ona ustala ili pala s njega.

Prva razina detekcije pokreta izračunava razliku između susjednih sličica videa, tj ocjenjuje je li “količina pokreta” dovoljna da bi se slika počela ocjenjivati. Taj dio implementirala sam ja. Budući da se ovaj detektor modelirao pomoću kamere koja snima u boji, razliku između susjednih sličica videa potrebno je izračunavati za sva tri kanala boje (plavi, crveni i zeleni kanal). Razlika se određuje za svaki piksel trenutne sličice videa u odnosu na prošlu sličicu te se određuje broj piksela čija je razlika veća od predodređene vrijednosti. Konačno, prethodno određeni broj piksela čija je razlika za trenutnu i sadašnju sliku veća od predodređene vrijednosti, uspoređuje se s brojem piksela koji bi na slici određene rezolucije predstavljali relevantni pomak. Broj piksela koji predstavljaju relevantni pomak može se predodrediti eksperimentalno uz poznavanje rezolucije kamere. Sljedeći korak je procijeniti kolika se površina pomaknula i to je radila kolegica Katarina.

Za kraj bih naglasila da je krajnji algoritam isprobavan, testiran i nadograđivan (na tome smo radili Nikola Vrebčević, Katarina Karužić i ja) kako bi se osigurala indiferencija na razinu svjetlosti i udaljenosti od promatrane osobe. Sama udaljenost i dalje zna stvarati probleme i lažne detekcije, te bi bilo idealno ostvariti sučelje kojim bi korisnik mogao kalibrirati početne uvjete algoritma (dvije vrste thresholda koji se sad ručno mjenjaju u kodu) pri instalaciji sustava u svojoj sobi.

Komunikacija s ostalim podsustavima

Detektor za mjesečarenje sastoji se od tri podsustava, Raspberrija Pi 3 model B na koji je spojena web kamera, Arduina s WiFi modulom i ultrazvučnim senzorom, te još jednog Arduina s WiFi modulom i alarmom. Te tri jedinice predstavljaju detektor ustajanja, detektor izlaska iz prostorije (u alternativnoj upotrebi za dementne osobe to je detektor pada) i jedinicu za alarmiranje i međusobno komuniciraju WiFi vezom, dok se veza unutar jedinica (WiFi moduli i Arduino) ostvaruje serijski.

Komunikacija s vanjskim sustavima

Detektor za mjesečarenje osmišljen je kao samostalna jedinica i nije ovisan ni o kakvim vanjskim sustavima.

2017/amatic/projektni_zadatak.txt · Zadnja izmjena: 2017/06/28 08:48 od otomas