Follow Spot mit Ortung

  • Hallo Leute,

    ich war bis jetzt eher der stille Nutzer von DMX-Control und wollte mich nun auch mal mit einem konstruktiven Selbstbau Projekt hier verewigen  :) .


    Ich entwickle derzeit neben meiner Tätigkeit als Student ein System welches indoor die Position einer Person auf einer bestimmten Fläche bestimmt. (durch WLAN)

    D.h. die Person erhält einen Sender. Durch drei Empfänger an verschiedenen Orten wertet der der Computer die Position aus.
    Damit könnte man eine Person durch MovingHeads oder Scanner automatisch verfolgen.

    Besteht hierfür Interresse, ist sogar jemand gewillt mitzuhelfen oder gibt es irgendwelche Vorschläge bzw. hat das schon jemand probiert?

    Liebe Grüße aus Landshut

    Michael

  • Hallo Michael,

    gibts noch genauere Informationen zum Messprinzip außer "durch W-LAN"?

    Wertest du die Empfangsstärke der Basisstationen aus? Das ist sehr ungenau und reicht mir für die Anwendungszwecke nicht.
    Wertest du Signallaufzeiten und Phasenlage aus? Da hab ich noch nichts Bezahlbares gefunden, da ist meist Spezialhardware dafür notwendig.

    Freundliche Grüße

    Stefan

  • Hallo Michael,

    gibts noch genauere Informationen zum Messprinzip außer "durch W-LAN"?

    Wertest du die Empfangsstärke der Basisstationen aus? Das ist sehr ungenau und reicht mir für die Anwendungszwecke nicht.
    Wertest du Signallaufzeiten und Phasenlage aus? Da hab ich noch nichts Bezahlbares gefunden, da ist meist Spezialhardware dafür notwendig.

    Freundliche Grüße

    Stefan

    Hallo Stefan,

    das Projekt steckt noch in den Kinderschuhen.
    Wir sind noch am Überlegen ob wir das Signal durch Magnetische Ortung oder durch das WLAN-Prinzip via Signallaufzeit und Phasenlage auswerten.
    Zum Thema WLAN-Prinzip:
    Wir sind dran ob wir einen Linksys Router mit offenem Linuxsystem (dd-wrt), soweit umschreiben können um die Signallaufzeit und Phasenlage auszuwerten.( Evtl. Hardware optimieren)
    Vorteile:
    - Man kann vorhandene Geräte orten.
    - Man benötigt keine komplizierte Hardware.
    Nachteile:
    - Hoher Programmieraufwand 

    Zum Thema Magnetische Ortung
    Vorteile:
    - Eigene Struktur und eigene Hardware 100% kompatiblität
    - Sehr genau bis zu 1-2 cm genau (95%)
    Nachteile:
    - Noch nicht viel Ahnung davon  ;)
    - Hohe Hardware kosten

  • Hallo Michael,

    ich find zum Messprinzip der "magnetischen Ortung" nicht viele Infos und keine Paper. Hier hab ich was: http://www.fh-jena.de/~saupe/mortung.php
    Das mag in der kleinen Skala schon so genau sein, aber taugt das auch für Ortung in großen Räumen?

    Zur W-LAN Ortung: Ja, W-LAN hat bei 2,4 GHz ne Wellenlänge von 12 cm, mit Berücksichtigung der Phasenlage sind das dann 6 cm auf die wohl gemessen werden kann. Wenn man genau den Zeitpunkt des Nulldurchgangs messen kann, dann vielleicht sogar noch mehr, aber da kenn ich mich nicht aus. Ist halt auch die Frage, wie "nah" man an diese Informationen rankommt, was die W-LAN Chipsätze an Informationen ausspucken.
    Vielleicht wärs ne Idee, sich auch noch https://de.wikipedia.org/wiki/OpenWrt anzusehen, das scheint mir noch aktiver weiter entwickelt zu werden. Das hab ich auf meinen W-LAN Routern drauf.

    Die Paper könnten für euch interessant sein:
    http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDet…rnumber=4773747 (die ham nur nen Fehler von knapp vier Metern)
    http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDet…rnumber=4976643 (nur hier beziehen die sich auf ein RSS System, welches sie früher veröffentlicht haben, und grad den Ansatz wollt ihr ja nicht nehmen)
    http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDet…rnumber=5709652 (ist laut Abstract interessant)
    http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDet…rnumber=5342893 (3D RSSI, evtl. fürn Ansatz relevant)
    http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDet…rnumber=4167813 (TOA mit zwei Referenzpunkten)

    Freundliche Grüße

    Stefan

  • Servus Michael,

    die Frage ob für sowas Interesse besteht kann ich mal uneingeschränkt mir "JA" beantworten.
    In fast jedem Forum für Lichttechnik tauch der Wunsch nach einem solchen System alle halbe Jahre auf. Bisher sind alle Systeme (sofern sie überhaupt noch verfügbar sind) extrem zu teuer oder unbrauchbar.
    Von daher: Wenn Du das "relativ-Low-Cost" hinbekommst und es noch ausreichend schnell und präzise ist, dann hast Du sicher gleich Angebote von Firmen auf dem Tisch die das kaufen wollen.... :D
    Ich will dir also gleichzeitg zwar wenig Hoffnung machen das es ausreichend funktioniert (sonst hätten das große Firmen schon gemacht), aber andererseits Mut machen, dass es eben immer jemanden gibt der ein Ei des Kolumbus zuerst entdeckt. ;)

    Viel Erfolg!!
    Hoc

    Mein Equipment:
    1x Hirn | 2x Augen (leicht defekt) |2x Ohren | 1x Mund |32x Zahn (zum Teil V1.5) | 1x Handundfuß-Interface
    *SCNR*

  • Korrekt. Hoc :)

    Eine Kleinigkeit ist mir auch noch gekommen: W-LAN gibt's ja auch bei 5 GHz, da beträgt die Wellenlänge nur noch 6 cm, also müsste man auf 3 cm genau messen können.

    Ich bin gespannt auf den weiteren Verlauf des Projekts.

    Freundliche Grüße

    Stefan

  • Hallo Leute,

    ich danke euch allen für eure Hilfe und eure Vorschläge. Ich werde mich mal mit meinen Freunden und Kollegen aus der Uni an das Problem hocken und euch zu späterer Stunde weitere Auskunft geben.

    Derzeit gibt es von uns schon ein Ortungssystem über eine selbstgebaute RFID-Matte, die auf den Boden legen muss allerdings ist das für den mobilen Transport ungeeignet und damit wurde dieses Projekt schon mal eingestampft.

    Wie gesagt wir werden die Informationen einmal sichten und geben euch bescheid sollten wir einen Ansatz haben

    EDIT:
    Ein Freund von mir hatte gerade einen anderen Vorschlag und zwar die Verfolgung durch eine Video-Kamera..
    Dies dürfte leichter zu Implementieren sein.
    Wäre dies evtl. auch ein Fortschritt für euch?

    Liebe Grüße

    Edited once, last by insiderla (December 3, 2014 at 9:44 AM).

  • Hi,

    Verfolgung durch Videokamera (am besten man nutzt mehrere / viele) wäre vermutlich die simpelste Variante - da solltest du dir ggf. was Überlegen wie kreuze / markierungen auf dem Boden anhand derer man das auswerten kann.
    Allerdings wirst du dann wenigstens einen anständigen PC neben der bühne brauchen.
    Wir haben mal was ähnliches gemacht, allerdings die Kameras per USB Device Server angebunden.
    Wenn du für das Projekt noch programmiertechnisch Hilfe brauchst (Kantenerkennung etc könnte- moment - muss man alles auf der GPU machen, wird sonst viel zu langsam - nur so als Hinweis).

    Was ich mir vorstellen könnte wäre ein System aus 6-8 Kameras aus verschiedenen Winkeln (wenigstens 2x von Oben, vorne, hinten, und einmal seitlich) - dazu bräuchte man auch Kameras die anständige Bilder/Livefilm liefern, das geht ins Geld irgendwann.
    Andere Idee zur Auswertung wäre pro Kamera einen Mini-PC ala Raspy oder etwas leistungsstärkeres zu verbauen und den gleich die Edge Detection machen zu lassen.
    Die Umrechnung von Scheinwerferposition auf Position im Raum ist nachher nur noch ein wenig Vektorschubsen und Raycasting.

    LG Martin

  • Ein Freund von mir hatte gerade einen anderen Vorschlag und zwar die Verfolgung durch eine Video-Kamera..
    Dies dürfte leichter zu Implementieren sein.
    Wäre dies evtl. auch ein Fortschritt für euch?

    Wenn du mit Videokameras trackst, dann kannst du der Person eine Infrarot-LED verpassen, und die mit den Videokameras suchen und orten.
    Das ist allerdings dann "nix besonderes" mehr, und wäre mir zu störanfällig.

    Egal, ob du direkt das Videobild auswertest oder die Infrarot LED trackst, hast du immer das Problem der Abschattung - entweder durchs Kostüm, oder durch auf der Bühne stehende Kulissen. Du musst die Kameras dort sehr intelligent verteilen, um alle Bereiche abdecken zu können.
    Dann brauchst du noch eine Zuorndnung der verschiedenen Kameras zueinander, damit das System die Zuordnung der erkannten Personen aus verschiedenen Perspektiven schafft. Nur nach welchem Modell gehst du da, und wie robust ist das?
    http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDet…rnumber=4629778 hat das über das Farb-Histogramm der Kleidung der Personen erledigt, nur darauf kannst du dich speziell im Theater nicht verlassen. Gehst du dann auf den Kopf? - Was passiert dann, wenn die Person plötzlich nen Hut als Requisite auf hat?
    Auch ist im Theater die Beleuchtungssituation nicht immer gleichmäßig - insbesondere wenn die Beleuchtung erst über das System gesteuert werden soll. Durch die vielen Scheinwerfer hast du viele Störeinflüsse im Infrarotbereich, also könnte eine auf Infrarot basierte Lösung hier auch an ihre Grenzen stoßen.

    Die kamerabasierten Systeme sind meines Erachtens halt immer mit Unsicherheit behaftet, du kannst nur Wahrscheinlichkeiten angeben, mit welchen dein System wahrscheinlich funktioniert, und wahrscheinlich eine Person wiedererkennt.
    Beim W-LAN basierten System hast du die ganzen optischen Abschattungseffekte nicht, und kannst quasi für dein System garantieren, dass es mit ner ausrechenbaren Genauigkeit funktioniert - wenn keiner ne defekte Mikrowelle anschaltet.

    Freundliche Grüße

    Stefan

  • Interessante Idee. Mir fällt da spontan diese Projekt mit dem Wii-Controller ein. Vielleicht ist das noch ein "Gedanken-Schubser". Auf das Ergebnis bin ich sehr gespannt. Viel Erfolg und lasst euch nicht unterkriegen von irgendwelchen Problemen (egal wie groß die sind) ;)

    P.s.: Wii Remote Steuerung

  • Hi!

    Ui, ein Uralt-Beitrag von mir... :D
    Die Kamera der Wiimotes kann man durchaus sehr günstig nutzen um IR-Signale zu empfangen und bereits ausgewertet zu verwenden. Aber die Störprobleme sind erheblich. So kann man ja (bei eigentlicher Verwendung als Steuergerät für die Wii) statt der eigentlich benötigten "Sensorleiste" zum Spielen auch einfach zwei Teelichter hinstellen, die reichen als IR-Quelle aus.
    Auch jeder Halogen-Spot wird erkannt und damit auch jede Spiegelung auf dem Bühnenboden oder Kulisse.

    Eine ordentliche Funk-Lösung ist mit Sicherheit am störunanfälligsten.

    Hoc

    Mein Equipment:
    1x Hirn | 2x Augen (leicht defekt) |2x Ohren | 1x Mund |32x Zahn (zum Teil V1.5) | 1x Handundfuß-Interface
    *SCNR*

  • Yepp, das gleiche wollt ich auch sagen :)

    Wenn man mit Infrarot arbeitet, dann scheint es mir zielführender zu sein, den Infrarotsender an dem Gegenstand/Person zu befestigen, als die Empfangseinheit - denn wo will man den Infrarotsender zwischen den ganzen Scheinwerfern unterbringen, die ja weitere Infrarotsender sind.

    Eventuell könnte man das ein bischen abschwächen, indem man mit kodierten Infrarotsignalen arbeitet, aber das nimmt dann wieder Sicherheitspuffer weg, da die Belichtungszeit kürzer bzw. die Sensoren empfindlicher sein müssen.

    Freundliche Grüße

    Stefan

  • Gerade mit einem Empfänger am Träger könnte ich es mir eher vorstellen, indem man nicht einen eigenen Sender trackt, sondern die Position der "natürlichen" Quellen - so wie Sterne am Himmel. Hier kommt natürlich erschwerend dazu, dass Scheinwerfer auch mal aus sein können (Wolken vor'm Himmel :D).

    Stefan

  • Hallo,

    muss das mal hier hochspülen...

    Hat sich in dieser Richtung in der letzten Zeit etwas getan?

    Auf der Prolight&Sound dieses Jahr habe ich zwar ein Kamerabasiertes System gesehen, doch das braucht für JEDEN, den ein Verfolger verfolgen soll, ein eigens System und scheidet daher für "Nur-gelegentlich-Anwender" schon finanziell aus, sofern man nicht im Lotto gewonnen hat...

    Auf der Suche nach einem autonomen Staubsauger bin ich auf den Begriff "Indoor Location" gestoßen und fand Produkte der Fa. Decawave. Könnte das die Lösung sein?
    Die sprechen von Reichweiten bis 300m mit einer Auflösung von 10 Zentimetern und einer Dichte von 11.000 Transmittern innerhalb von 20m (wenn ich das richtig verstanden habe)...

    Links:

    http://www.decawave.com/products/overview (hier insbesondere das obere Video unter DOWNLOADS)

    http://www.decawave.com/sites/default/…oduct-brief.pdf


    Grüße
    Markus

    Bitte laaaangsaaaam schreiben, bin älter als das Internet...

  • Hallo,

    habe ein paar YT-Tutorials dazu angeschaut (leider nur englisch, NICHT meine Muttersprache). Wenn ich richtig verstanden habe, dann reichen ja 3 (4 für 3D, sonst nur 2D) Zigbee`s, ein WLAN-fähiges Handy als "Sender" und zur Verarbeitung ein PC.
    SW dürfte m.M.n. nicht so das Riesenproblem werden, für die Triangulation gibt es ja Rechenprogramme. Zur Kalibrierung kann man ja eine gewisse Menge Standortdaten mit DMX-Daten in einer Tabelle ablegen und diese abfragen, Zwischenpositionen halt interpolieren.
    Ich habe ja auch keine Sharpys, die 0°-Beams machen, so dürften 30cm mehr links oder rechts kein Problem darstellen. Ich habe hauptsächlich vor, Reiterquadrillen automatisiert ins rechte Licht zu setzen (und zusätzlich 8 Beleuchter für 8 zu beleuchtende Pferde/Reiter finde ich ein wenig Overkill, das geht nur bei Riesen-Events wie Pfingstturnier oder Equitana - da wird das wahrscheinlich so gemacht...).

    Grüße
    Markus

    Bitte laaaangsaaaam schreiben, bin älter als das Internet...

  • Hallo,
    interessante Sache.
    In der Theorie funktioniert das sicher mit 3 oder 4 .
    Ich kenn solch ein System um auf Werksgeländen und in
    Gebäuden Positionen zu orten.
    Die haben einen kleinen Empfänger der alle WLAN Signale
    beim Kalibrieren mit Feldstärke speichert und daraus
    die Position berechnet.
    Um so mehr Accesspoints umso genauer ist das ganze.
    Das Problem bei wenigen Accespoints ist nur das durch
    zB abdecken der Antennen in eine Richtung sich die Feldstärke
    ändert und dadurch das ganze ungenau wird.
    Außedem müsste es an jeder neuen Location neu Kalibriert werden.

    Gruß Steff

    Am Ende wird alles gut !

    Wenn es nicht gut wird, dann ist es noch nicht das Ende.

    May the light be with you

  • Hi Steff,

    das Kalibrieren ist nicht das Problem - im Vorfeld hat man genügend Zeit dazu...

    Es wird auch bei den modernen Systemen nicht mehr mit der unterschiedlichen Feldstärke gearbeitet, sondern mit Laufzeitunterschieden.
    Man hat damit bei einfachen Raumgeometrien dann weniger Probleme mit Reflexionen (elektrische Wellen verhalten sich wie Wasserwellen, es kommt bei Störungen zu Überhöhungen und Auslöschungen -> Feldstärke ändert sich unvorhersehbar).
    Allerdings hat man bei Laufzeitbasierten Systemen in kleineren Räumen das Problem, das der Weg (und damit der Zeitunterschied) zwischen Sender und Empfänger sehr klein ist, was sich in Ungenauigkeiten bei der Berechnung äußert...
    Im Moment lese ich mich ein wenig in die Themen "Aktive RFID" und "Refezenztags" ein, vielleicht ist das ja zielführend...

    Grüße
    Markus

    Bitte laaaangsaaaam schreiben, bin älter als das Internet...

  • Hallo,
    mit den Feldstärkesystemen greift man "nur" auf eine höhrere Ebene zu.
    Standart WLAN und Feldstärke wird mit ausgegeben.
    Bei Laufzeitunterschieden bzw Phasenverschiebung muss auf die unterste
    Ebene zugegriffen und sehr schnell ausgewertet werden.
    Da müssen dann doch wie beim GPS die Sender synchonisiert werden,
    wegen der Zeritbasis. Das stelle ich mir nicht so einfach vor.

    Gruß Steff

    Am Ende wird alles gut !

    Wenn es nicht gut wird, dann ist es noch nicht das Ende.

    May the light be with you

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