Захват движения с помощью звуковых маркеров

[progressman]

Захват движения с помощью звуковых маркеров

Здравствуйте уважаемые специалисты, теоретики и профессионалы. Я энаком с этим форумом уже давно, но не принимал прямого участия в жизни до недавнего времени. Я выражаю благодарность за Ваши труды и бесценную информацию.

У меня накопились обширные знания по миро устрою и я наконец то четко определил сферу, в которой желаю развиваться. Конкретных знаний по отдельным дисциплинам у меня мало, по этому нужна ваша поддержка и советы для корректировки направления.

Во первых - Я хочу разработать трекинг систему для захвата движения и дальнейшей обработки кадров на компьютере.

В мире существуют такие виды приоритеных трекинг систем:

1. Оптический трекинг - маркеры отражают инфракрасный свет, посланный на них с нескольких видео-камер. Данные фиксируются и составляется общая картина. >> Высокая стоимость материалов.

 

 

2. Без маркерный трекинг - анализ движения в кадре с помощью комплексного программного обеспечения для распознавания требуемого обьекта. >> Очень низкая производительность и качество.

 

3. Аудио трекинг - статически закрепленные датчики фиксируют время прохождения ультразвука до маркеров на движимых обьектах. Происходит измерения расстояния, фиксация и обработка на компютере.

Третий вариант является наиболее актуальным, сбалансированным и реализуемым.

Необходимые параметры:
Максимальное расстояние от маркера до ближайших датчиков - 10 метров
Связь между датчиками для скорости - проводная
Точность измерения расстояния - 3 сантиметра
Скорость фиксации и отображения на дисплее - максимально возможная

Я так понимаю устройство необходимо создавать на микроконтроллерах, а ПО на ассемблере.

Какие детальные составные датчиков и маркеров?

Если я в дальнейшем хочу развивать проэкт, то мне необходимо все таки лично выучить ассэмблер, далее С++ для создания оболочки программы с возможностью широкого функционала.

Сколько это займет времени, если я буду учить целенаправленно, а не обобщенно и во все стороны? Или все же лучше найти и скоординировать специалистов?

Так или иначе надо закрепить прочный фундамент в виде детализированного плана действий. Надеюсь на Вашу поддержку.

 

[George Smith]

Интересная тема, у меня мозги зашевелились. Это я вставил видео, а то не полная организация темы ...

 

[Николай_С]

Если я в дальнейшем хочу развивать проэкт, то мне необходимо все таки лично выучить ассэмблер, далее С++ для создания оболочки программы с возможностью широкого функционала.

Сколько это займет времени, если я буду учить целенаправленно, а не обобщенно и во все стороны? Или все же лучше найти и скоординировать специалистов?

В институте нам преподавали язык С (плюсов тогда еще не было ) втечение одного семестра. Но был еще курс об алгоритмах программирования (семестр), архитектура ЭВМ (семестр) и, собственно, язык Ассемблерa (семестр). ИТОГО - триместр.
Предполагаю, что самостоятельное изучение продлится несколько дольше.
Удачи.

 

[Weles]

А помоему самостоятельное обучение должно быть быстрее Если тема интересна то обычно получается гораздо быстрее

ПО помоему необязательно писать на ассемблере, в теории можно писать на любом языке и потом компилировать уже непосредственно в прошивку контроллера, для AVR это текстовый файл с раширением ".hex". Сам я ничего не знаю но читал как то и в общих чертах представляю) Обычно вроде-как пишут на С++ и потом компилируют, но это для контроллеров семейства Atmel, для других не знаю

 

[Николай_С]

Потому что предварительно надо подобрать литературу, составить учебный план и...
отложить другие, не менее интересные дела.

 

[Weles]

Даааа, вот это беда что надо отложить лень и интересные дела или развлечения, хотел тут Java освоить, да куда там)

progressman объясните пожалуйста конкретнее что вы хотите сделать, я не понял Предполагаю либо систему датчика движения либо beam-робота

 

[progressman]

Самообразование эт хорошо, мы в курсе

Но, как позволю себе выразиться - не всегда это свободное самообразование является эффективным и результативным. Мы живем в капиталистической системе и приоритет у нормальных людей на более реальные дела - зарабатывания денег на еду. Хорошо что теперь у меня этот вопрос не стоит остро и надо подумать только о целесообразности длинного пути. Технологии стабильно и быстро развиваются во всем мире. Намного продуктивней будет действовать коллектив из профессионалов. Я в таком случае лишь задаю направление, координирую процесс и оплачиваю заработную плату. Тогда есть несколько нюансов - талантливые спецы не согласятся на низкую ЗП, потому как считают себя всемогущими профессионалами. но если они так всемогущи, то почему свое дело не начнут? бояться голоду? Из этого вытекает, что такой специалист в итоге может зажраться и продать конкурентам или организовать свою компанию на основе разработанных технологий, что есть предательство. Этот человек является всего лишь инструментом, но в то же время становиться одним целым системы. Пирамида, в которой каждый кирпичик поддерживает другие, это реально назвать так

Согласен, риск есть всегда. Благо мы все из плоти и крови.

Вот очередная новость по теме:

Фильмы с участием анимированных персонажей приобрели широкую популярность, о чем свидетельствует успех Аватара, завоевавшего три Оскара и принесшего 3 млрд долл. от проката. Для создания реалистично движущихся виртуальных героев этого фильма, тем не менее, применялась традиционная технология захвата движений, не меняющаяся десятилетиями. Она заключается в съемке актеров, одетых в неудобный и стесняющий движения костюм с маркерами, отражающими инфракрасный свет.

​

Поэтому, живой интерес со стороны голливудских кинопроизводителей вызвала новая разработка сотрудников Саарландского университета в Саарбрюккене (Германия), института информатики Макса-Планка (MPI) (Германия) и Швейцарского технологического института (Цюрих). Она позволяет обойтись без особых костюмов и выдает результат – оцифрованное движение – практически моментально.
Новая методика, для ее реализации также не требует специальных видеокамер: достаточно обычных, однако их съемка должна быть синхронизирована. Исследователи MPI утверждают, что их метод работает уже при пяти камерах, но результаты, описанные в публикации, получены с 12 камерами. Видеоролик можно скачать с сайта учреждения mpi-inf.mpg. ПРОБЕЛde/~theobalt/sog.mp4 .

Тенденции к развитию постоянно набирают темпы, но оптические системы никогда не вытеснят аудио. Звуковой захват движения по идее легче в эксплуатации и является намного портативнее. Скорость звука позволяет нам относительно быстро фиксировать передвижение маркеров. Зачем быстрее? Мы же сейчас не собираемся ловить пули :tehnari_ru_509:

Возможно это странно, но я не нашел в сети явных в продаже аудио-трекинговых систем. Необходимо теоретически проанализировать адекватность моих мыслей, а в друг я ошибаюсь


Маркер - это излучатель звука определенной амплитуды и частоты спектра

База - это статически закрепленная сеть из датчиков, которые настроены на прием конкретных звуков частоты спектра.

Микроконтроллеры на каждом из датчиков баззы в своей памяти имеют стандартные размеры амплитуды маркера на конкретном расстоянии. Если расстояние меняется - то микроконтроллер фиксирует изменение амплитуды частоты маркера и передает инфо на главный процессор.

 

[progressman]

Пожалуйста подтвердите правильность моих мыслей

Вот например реально ли фиксировать точное расстояние до 3 сантиметров таким образом.
Каждый маркер должен издавать звук на своей спектральной частоте для личностной идентификации в системе. Датчики в свою очередь будут ловить звуки от всех маркеров и частот одновременно. По этому хватит ли производительности микроконтроллера для поимки 10ти звуков разных частот, замерки амплитуд и отправления информации? Или же лучше коллективные локальные датчики, где 10ть микроконтроллеров и сопутствующих деталей работают по отдельным частотам?

 

[progressman]

Реализацию данного метода можем видеть в звуковых дальномерах, которые являются бытовыми приборами и продаются повсеместно. Принцип действия основан на измерении времени отраженного сигнала:

ecounit.КОМ .ua/section_1111_1162.html

В системе трекинга принцип будет основывается на приеме одного сигнала от маркера всеми датчиками баззы, сравнение амплитуд и расчет расстояния, как результат фиксирование в статической системе координат.

 

[progressman]

Как вариант использование електро-магнитных волны, то есть радиолокацию, а именно - диапазон сверх высоких частот (сантиметровые волны).

В связи со столь большой скоростью распространения в среде - 300 000 км\сек, по сравнению со скоростью звука - 0.3 км\сек, возникает трудность в снятии измерений. Если честно пока не представляю себе каким образом это сделать.
Видимо общение маркеров с датчиками должно происходить в непрерывном режиме, то есть датчик посылает импульс, а маркер сразу ответ.

 

[Weles]

Ну тут я не знаю Мне кажется по звуку всё таки будет сложно что то сделать, по видеозахвату и обработке уже есть достаточные наработки. Да и мне кажется со звуком сложно будет определить точное расстояние до объекта.

 

[cqr2k]

Да и мне кажется со звуком сложно будет определить точное расстояние до объекта.

ультразвуковые рулетки в любом хозяйственном магазине продаюЦа.. ))

Если честно пока не представляю себе каким образом это сделать.

чаще всего используют

принцип действия основан на методе сравнения фаз отправленного и отражённого сигналов

 

[progressman]

Аудио и електро-магнитный трекинги отпадают в связи с большой неточностью зафиксированных результатов при столь малых масштабах.

Самый актуальный получается ОПТИЧЕСКИЙ ТРЕКИНГ для захвата движений с ИК маркерами. Начинаю сбор максимально продуктивной информации, аматорские разработки вроде таких очень полезные в плане исследований:
code. ГУГЛ .com /p/ehci/

Организовываю команду для создания оупен сурс платформы захвата движения

перспективы - основание корпорации и выход на мировую арену

связь со мной: progressman [DOG] mail. com

 

[laluna]

Вы б сначала составили приблизительную смету что по чём и когда всё это будет...
Я глядю Вы диванно-кроватный мечтатель ... Подумайте сколько стоит оборудование на котором реализуются все эти проекты, одни 3D станции чё стоят (так это те что обрабатывают данные , а не фиксируют). А у Вас плёвое дело - прогу написать да алгоритм составить ... Мой Вам совет - потратьте свободное время на что то более реальное и простое...

 

[progressman]

3D станция это всего лишь программа для обработки изображения с любой видео-камеры, чем больше кадров тем лучше качество. Погуглите - безмаркерный захват изображения.

Конкретная 3D станция: например на горнолыжных очках - это набор микропроцессоров, мощной видеокамеры и сопутствующих деталей с прошивкой в виде той же программы для обработки изображений. Это уже следующий этап, о котором думать сейчас относительно рано.

Это и есть трата моего свободного времени на более реальное и простое. Я не фантазирую себе путешествия в космос и термоядерные реакторы в каждом доме. Я вижу перспективу и направление. Предполагаю что это реализуемо и пытаюсь осуществить.

 

[laluna]

Именно !!! 3D станция - это набор "микропроцессоров" и пр электроники...А знаете в чём её отличие от обычного компьютера? Огромная вычислительная мощность и цена...
Вы думаете что трёхмерные игры и фильмы со спецэффектами снимать на даче , а обрабатывать видео дома на кухне никто кроме Вас не догадался? Это не возможно просто, уровень не тот. Не многие могут позволить себе такой вычислительный комплекс. А если будите снимать движение с объекта оптическим способом то обратите внимание на стоимость таких камер и их подсветки...А их там не пяток нужен...
Пограмка для обработки - это не 3D станция и она тоже не фигня которой пренебречь можно.
Я Вам не просто так в начале поста расходную смету прикинуть посоветовал...

 

[Николай_С]

Снятие точных координат в пространстве - не такая уж и тривиальная вещь. А Вы еще хотите это делать с минимальной дискретизацией в доли секунды...
progressman, объясните, зачем это Вам надо? Возвожно, существует более простое решение.

 

[progressman]

Сейчас не 2000 год

Мощности нынешнего среднего настольного компьютера вполне достаточно для реализации таких целей. Нам же не надо пока что вести обработку и выводить результат в реальном времени. Достаточно фиксирования координат.

Любая видеокамера может работать в инфракрасном режиме, качество камеры - количество записываемых кадров в секунду. Количество не менее трех штук.

Разумеется ПО это основное что есть,

Програмное обеспечение - это алгоритмы вычисления ИК датчиков, правильная каллибровка видеокамер, сопоставление в 3D и вывод результатов на экран

laluna, посмотрите видео изложенное выше - для безмаркерного захвата движения достаточно двух камер за 40$. Вы видимо не достаточно вьехали в тему.

Николай, ну как для чего Это же будущее.

 

[laluna]

"Мощности нынешнего среднего настольного компьютера вполне достаточно для реализации таких целей " - ню - ню.
Вы хоть знаете как вращать матрицу 3D- элемантов?И сколько математических операций для этого требуется...
А Вы хотите растровое изображение конвертировать в векторное...
А ещё программировать на ассемблере собрались...И Вы собственноручно напишите сотни гигабайт кода? То над чем бригады программистов не один десяток лет работают? Или раз по Вашему хватает "среднего компьютера", то и "средней" программы в пару - тройку сотен килобайт хватит?
Сделать статическую трёхмерную модель предмета- для этого хватит персоналки , но не более...
"Вы видимо не достаточно вьехали в тему"
Я то въехал, смотреть и сделать - вещи разные.
Вы пока кроме инетовского чужого видео ничего не здесь не представили. У Вас нет ни капли понимания реализации проекта. Мы с одним человеком пытались сделать 3D сканер всего то (как бы от меня требовалось сделать "блюдо" на котором вращается предмет и то напоролись на грабли с софтом...

 

[laluna]

ЗЫ Да ещё может Вас воодушевило , что есть игрульки которые допустим могут в реальном времени отслеживать некие движения пользователя (типа виртуального тенниса и пр.) так это как небо и земля