עקיבה אחר מספר מטרות באויר ובקרקע

1. הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGYהפקולטה להנדסת חשמלהמעבדה לבקרה ורובוטיקה עקיבה אחר מספר מטרות באויר ובקרקע מבצעות: ליהי שילהויעל בקרמן שם המנחה: ד"ר גבי דוידוב אביב 2011

2. מבנה המצגת • אז... מה היה לנו? • הצגת הבעיה • אלגוריתם העקיבה • התמודדות ופיתרון • תרחיש הפרוייקט • סיכום ומסקנות

3. אז... מה היה לנו? • רקע משתנה • שינוי גודל וצורת המטרה

4. אז... מה היה לנו? • מצבי יום ולילה • רעש רקע

5. אז... מה היה לנו? • דינמיקה חריפה מרובת קפיצות • שובלים

6. אז... מה היה לנו? • מספר רב של מטרות • תזוזת סירטון

7. אז... מה היה לנו? • הסתרה מאתגרת

8. הצגת הבעיה • יצירת אלגוריתם עקיבה יחיד המתמודד עם כל התרחישים (מצלמה סטטית/רועדת/ראיית לילה, תרחיש לילה/יום...) • זיהוי מטרות אוטומטי ע"י גילוי תנועה • זיהוי מעבר בין תרחישים ואתחול פרמטרים • רכישת מטרות חדשות בעזרת data-base • עקיבה אחר מספר מטרות שונות

9. אלגוריתם העקיבה - סכמת בלוקים מעבר לגווני אפור שיוויון היסטוגרמה Data Baseיצירת טעינת סרט קורלציה בתוך חלון חיפוש כל 40 פריימים עיבוד ראשוני אתחול פרמטרים רכישת מטרות טיפול בהסתרה טיפול ביציאה מפריים שיוך מטרות לפי NN בניית מטריצת תיקוף חיפוש מטרות חדשות עדכון פרמטרים שערוך מקום ע"י מסנן JPDAF מעבר סרט – זיהוי לפי תמונת הפרשים חידוש מסנן JPDAF עידכון פרמטרים עדכון המטרות סביבת העבודה הינה Matlab

10. אלגוריתם העקיבה - יצירת Data Base Target reference size spiral accuracy min th, max th

11. אלגוריתם העקיבה - ניתוח פריים ראשוני • מתבצע עבור כל סרט • מציאת המטרות - • פונקציות חיפוש לכל סוג מטרה לפי ענ"ת • קורלציה בין המדידות שנמצאו לdata base • איתחול פרמטרים של המסננים • יצירה עבור כל מטרה – • תמונת רפרנס עדכנית • גבולות חלון חיפוש • חיווי סטאטוס המטרה (הסתרה, יציאה מפריים)

12. זיהוי מעבר סרט

13. פונקציית מציאת מטרות חדשות • מתרחש כל 40 פריימים (מתחילת כל סירטון) • חיפוש עם תמונה בינארית על ידי ערך סף מהdata base • שימוש בממדי המטרה • סיבוכיות נמוכה

14. טכניקות עקיבה • קורלציה • מסנן קלמן • PDAF- מטרה אחת ומספר מדידות • JPDAF- מספר מטרות ומספר מדידות - שיוך מדידה למטרה בהסתברות מדידות מטרה 2 מטרה 3 מטרה 1

15. התמודדות ופיתרון מצב יום לעומת מצב לילה • מעבר לגווני אפור על מנת לשמור על טיפול אחיד בכל הסרטונים

16. הבלטת מטרות - שיוויון היסטוגרמה

17. התמודדות ופיתרון חלון חיפוש רעידות מצלמה • קורלציה - שימוש בפנקציית ספירלה (spiral) • גודל הספירלה כפונקציה של התנהגות המטרה- חיסכון בסיבוכיות • בחירת המטרה לפי מקסימות לוקליות בערכי הקורלציה • עידכון תמונת רפרנס בתנאי של קורלציה גבוה תמונת רפרנס

18. התמודדות ופיתרון שינוי גודל וצורה אחרי קורלציה Best corr= 0.6347 reference resize Resize 1.2 Corr = 0.7345 Resize 1.4 Corr = 0.812 Resize 1.2 Corr = 0.71

19. התמודדות ופיתרון התמודדות עם הסתרה • מיצוע על רכיבי המהירות והתאוצה לאורך הצירים • התקדמות קלמן בכיוון שנמצא

20. התמודדות ופיתרון זיהוי מצב "יציאה מפריים" • קורלציה נמוכה לא הסתרה לא שינה גודל • קביעת מסגרת המכריזה יציאה מפריים • אדפטיבית לפי התנהגות המטרה שבעוקב

21. תרחיש הפרוייקט GUI – ממשק ידידותי למשתמש

22. סיכום • הוצגה בעיית העקיבה אחר מספר מטרות שונות, בחמש סירטונים שונים משורשרים • תואר אלגוריתם העקיבה על כל שלביו • הוסברו דרכי ההתמודדות עם הבעיות ויחודייות הפרוייקט • מוצה המידע החבוי בתמונה צבעונית למציאת המטרות ולעקיבה אופטימלית • עקיבה אחר מטרות בסירטון אשר מכיל 5 סרטים שונים בעלי תנאים שונים/קיצוניים הושלמה בהצלחה!

23. מסקנות • יש צורך בעיבוד מקדים של הפריים למיצוי כל המידע החבוי בו • רוב סיבוכיות גבוהה של האלגוריתם טמון בקורלציה • יש צורך לעדכן את בנק המטרות כאשר התקבלה קורלציה טובה, לקבלת עקיבה מדוייקת יותר • לכל סרט בעיה שונה, יש צורך בפיתרון אוניברסלי לכל בעיה אשר לא יפגע בסרטים האחרים • כאשר המטרה ניתנת להבלטה באופן חד משמעי, שימוש במרכז מסה מהיר ויעיל יותר משימוש בקורלציה ומסנן קלמן • קושי בעקבות שימוש במצלמות ושנות ובאיכות שונה

24. כיווני המשך • שינוי פרמטרי מסנן הקלמן R,Q לאדפטיביים • זיהוי הצטלבות של מספר מטרות. • הורדת סיבוכיות • שימוש באלגוריתמים ליצוב מצלמה ומציאת נקודות עניין לשיפור העקיבה

25. The End • תודה על ההקשבה!!!