Hervorgehend aus dem Vorgängerprojekt „Swimming Pixel – Ansteuerung“ besteht bereits die Möglichkeit, mehrere Swimming Pixels (SP) unabhängig voneinander über ihre jeweilige ID anzusteuern und ihnen so eine Farbe zuzuweisen.
Zum einen kann jedem SP eine Farbe manuell zugewiesen werden, zum anderen sind aber auch vorgegebene Muster mittels einer XY-Matrix über mehrere SP hinweg abbildbar. (Siehe nachfolgendes Bild aus den Vorarbeiten)
Nähere Informationen zum bestehenden System können über den folgenden Link eingeholt werden:
SWIMMING – PIXEL – ANSTEUERUNG
Um spezielle Muster oder Abfolgen geordnet auf mehrere SP auftragen zu können, ist eine vorherige
Lokalisierung jedes einzelnen SP innerhalb der XY-Matrix notwendig. Dazu wird nun eine Kamera verwendet, um die bereits schwimmenden Pixel aufzunehmen. Die Aufnahme wird an einen Host (Laptop) weitergegeben, wo sie verarbeitet wird. Als Ergebnis wird die Position eines jeden SP zurückgegeben,
welche dann entsprechend zur Festlegung der verschiedenen Farben benötigt werden.
Zu Beginn sollte die Kamera so platziert werden, dass möglichst der komplette Bereich, in dem sich die SP befinden, erfasst wird. Innerhalb der Aufnahme muss dann ein „Welt-Koordinatensystem“ (wie bereits oben dargestellt) festgelegt werden.
Die Kamera befindet sich dabei auf einem Stativ an Land,
mit einer Höhe von 2m. Denkbar ist aber auch ein Upgrade auf eine Drohne, welche die SP senkrecht von oben erfassen kann.
Bei der Bildverarbeitung handelt es sich grundsätzlich um die Verarbeitung von einzelnen 2D-Frames, welche von der Orientierung her parallel zur Kameralinse liegen. Somit kann man sagen,
dass es ein zweites Koordinatensystem innerhalb dieser Frames geben wird. Um eine Aussage über die SP-Koordinaten treffen zu können, muss die Projektion zwischen den beiden Koordinatensystemen also mit Hilfe der (festen) Kameraposition rechnerisch berücksichtigt werden.
Nachdem die Perspektive so umgerechnet wurde, dass man die
Swimming Pixel aus der Vogelperspektive betrachtet, kann die
Position im Teich ermittelt werden. Um die Swimming Pixel zu detektieren wird über das
Kamerabild eine Matrix gelegt. Das Bildverarbeitungsprogramm
erkennt das leuchtende Pixel im Wasser und legt die Koordinaten innerhalb der
XY-Matrix fest.
Im unteren Bild liegt der Pixel im Feld
(1/2) der zuvor festgelegten 4x4 Matrix.
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