2009
informatika
Hiperpontos térbeli érzékelés 2D infraszenzortömb segítségével
Témavezető:
Tar Ákos, Dr. Cserey György
Tar Ákos, Dr. Cserey György
Összefoglaló
Az információs technológiák fejlődése számos területen egyre inkább a sokprocesszoros, sokszenzoros, párhuzamos architektúrák felé halad, ahol gyakran sejtes, lokálisan összekapcsolt struktúrákat alakítanak ki. Lehetnek ezek az IBM Cell szomszédosan összekapcsolt processzorai, vagy vizuális szenzor-processzor tömbök. A környezet érzékelése olyan mérnöki feladat, melyet tökéletesen megoldani nem lehet, de egyre több alkalmazás igényli a mind nagyobb és nagyobb pontosságot. A felbontás növelésére nem csak a szenzorok számának növelése, azaz a mennyiség adhat választ, bizonyos problémákra algoritmikus, azaz minőségi megoldás is létezhet.
Biológiai példákból ismert, hogy egyes állatok képesek szenzoraikat azok érzékenység- és sebességbeli képességét meghaladóan használni. A sokaságban/csoportosan alkalmazott érzékelők teljesítménye megfelelő metodikával, nagyságrendekkel jobb eredményt adhat, mint egyetlen szenzor érzékenysége, vagy sebessége. Az időbeli pontosság növekedésére példa a gyöngybagolynál megfigyelt jelenség, melynek alapja az érzékelők helyi kapcsolati hálózata, mely a bizonyos közelségű szomszédok ingerlése (gátlása/serkentése) által javítja a rendszer egészének időbeli észlelési képességeit.
A dolgozat a térbeli hiperérzékenységet vizsgálja kétdimenziós infraszenzortömb segítségével. Az elméleti feltevések kísérleti vizsgálatához egy olyan szenzortömböt terveztünk és építettünk, ahol az elemi érzékelőt egy aktív infravörös tartományban működő távolságmérő eszköz - egy fényforrás és egy optikailag vezérelt kapus tranzisztor - jelenti. Ezen szenzorokból építettünk fel egy érzékelő mezőt, mely egységnyi távolságra elhelyezkedő elemeivel leginkább egy 8 x 8-as mátrixhoz hasonlítható. Ekkor tehát minden szenzor működhet fényforrásként és vevőként is. Az eljárás alapja, hogy adott 3D felületről több felvételt tudunk készíteni, úgy, hogy a különböző felvételek során különbözőek a fényforrások, miközben minden felvétel során minden szenzor érzékel. A működés egyszeri kalibrációt igényel.
Reményeink szerint az elkészített kísérleti eszköz a későbbiekben olyan mérnöki alkalmazásokban kaphat szerepet, ahol alak, vagy mozgás felismerésre van szükség relatív nagy felbontás mellett. Egy jól specifikált felhasználási eset: bipedál robotláb talp-elhelyzésének szenzoriális segítése. További lehetőségek a mozdulat alapján történő személy azonosítás, siketnéma beszéd felismerés illetve egyéb robotikai alkalmazások.
Biológiai példákból ismert, hogy egyes állatok képesek szenzoraikat azok érzékenység- és sebességbeli képességét meghaladóan használni. A sokaságban/csoportosan alkalmazott érzékelők teljesítménye megfelelő metodikával, nagyságrendekkel jobb eredményt adhat, mint egyetlen szenzor érzékenysége, vagy sebessége. Az időbeli pontosság növekedésére példa a gyöngybagolynál megfigyelt jelenség, melynek alapja az érzékelők helyi kapcsolati hálózata, mely a bizonyos közelségű szomszédok ingerlése (gátlása/serkentése) által javítja a rendszer egészének időbeli észlelési képességeit.
A dolgozat a térbeli hiperérzékenységet vizsgálja kétdimenziós infraszenzortömb segítségével. Az elméleti feltevések kísérleti vizsgálatához egy olyan szenzortömböt terveztünk és építettünk, ahol az elemi érzékelőt egy aktív infravörös tartományban működő távolságmérő eszköz - egy fényforrás és egy optikailag vezérelt kapus tranzisztor - jelenti. Ezen szenzorokból építettünk fel egy érzékelő mezőt, mely egységnyi távolságra elhelyezkedő elemeivel leginkább egy 8 x 8-as mátrixhoz hasonlítható. Ekkor tehát minden szenzor működhet fényforrásként és vevőként is. Az eljárás alapja, hogy adott 3D felületről több felvételt tudunk készíteni, úgy, hogy a különböző felvételek során különbözőek a fényforrások, miközben minden felvétel során minden szenzor érzékel. A működés egyszeri kalibrációt igényel.
Reményeink szerint az elkészített kísérleti eszköz a későbbiekben olyan mérnöki alkalmazásokban kaphat szerepet, ahol alak, vagy mozgás felismerésre van szükség relatív nagy felbontás mellett. Egy jól specifikált felhasználási eset: bipedál robotláb talp-elhelyzésének szenzoriális segítése. További lehetőségek a mozdulat alapján történő személy azonosítás, siketnéma beszéd felismerés illetve egyéb robotikai alkalmazások.
Tar Ákos
Dr. Cserey György