Sinhronizacija signalov iz kamer in brezžičnih senzorjev gibanjaMODERC, KEVIN (Avtor) Umek, Anton (Mentor) Brezžični senzorji gibanjaspletna kameraGoPro kameraLabVIEW aplikacijasinhronizacija signalovšportLabVIEWvideo analizainteraktivni prikaz signalovDiplomska naloga obravnava problem sinhronizacije video signalov in signalov različnih senzorjev. Najprej sem raziskoval možnosti sinhroniziranega zajema in shranjevanja senzorskih signalov in signalov dveh različnih video kamer: spletne kamere in GoPro kamere. Obe vrsti kamer sta zelo široko dostopni: spletna kamera je danes že vgrajena skoraj v vsak prenosni osebni računalnik, GoPro kamera pa se najbolj pogosto uporablja pri snemanju različnih aktivnosti na odprtem prostoru. GoPro kamera je popolnoma avtonomna naprava, spletna kamera pa deluje le v povezavi z računalnikom. Video signal spletne kamere sem zato lahko sinhronizirano zapisoval v aplikaciji za zajem skupaj s signali ostalih senzorjev. Tega ni bilo mogoče doseči z GoPro kamero, saj je količina podatkov prevelika za obdelavo v realnem času. Pri GoPro kameri sem zato uporabil možnost lokalnega shranjevanja v pomnilniku kamere z natančnim časovnim upravljanjem in postavljanjem časovnih značk. Aplikacija na osebnem računalniku upravlja delovanje GoPro kamere z uporabo kontrolnih sporočil, ki jih pošilja preko brezžične Wi-Fi povezave. V uvodu diplomske naloge je zajet opis pomena pravilne tehnike športnika pri športu in posledično uporabo tehnologije pri doseganju boljših rezultatov. Prikazanih je tudi nekaj izdelkov s trga, ki pa imajo določene pomanjkljivosti oziroma bi jih bilo mogoče nekoliko nadgraditi. Zaradi tega je nastala ideja za izdelave sistema, ki omogočajo natančno analizo z združitvijo video analize in analize s senzorskimi signali, ravno tako mora sistem omogočati sočasno sinhronizirano zajemanje in shranjevanje signalov brezžičnih senzorjev gibanja in slikovnih signalov iz kamere ter ponujati interaktivni prikaz posnetkov signalov za namen analize gibanja v športu. Drugo poglavje podaja zasnovo sistema za zajem, shranjevanje in prikaz senzorskih signalov. Strojno opremo merilnega sistema sestavlja prenosni računalnik z USB spletno kamero, brezžični senzor gibanja z vgrajenim pospeškometrom in žiroskopom, GoPro kamera in brezžični usmerjevalnik. Povezavi med osebnim računalnikom ter GoPro kamero in osebnim računalnikom ter senzorjem gibanja potekata ločeno preko dveh različnih Wi-Fi vmesnikov osebnega računalnika. Tretje poglavje podaja opis strojne in programske opreme načrtovanega sistema. Posebej so najprej opisane tehnične lastnosti video kamer, sledi opis izvedenih meritev pri uporabi različnih video predvajalnikov ter podrobnejši opis video predvajalnika VLC, ki sem ga uporabljal. Kameri se razlikujeta predvsem po kakovosti slike, posledica tega pa so tudi velike razlike v količini zajetih podatkov. Razlike so tudi v formatu video posnetkov. V tretjem poglavju sem se zato osredotočil tudi na obravnavo različnih formatov video datotek in različnih video kodirnikov. Podan je tudi opis programske kode avtonomne senzorske naprave, ki je izdelana v okolju Arduino IDE. Glavna aplikacija se poganja na osebnem računalniku in je izdelana v programskem okolju LabVIEW. Četrto poglavje opisuje delovanje izdelanih aplikacij za zajem, pregledovanje in analizo signalov senzorjev in video signalov iz obeh kamer. Podana so tudi navodila za uporabo vseh aplikacij z opisom nastavitev različnih parametrov. Sistem je grajen modularno in zato so ločeno predstavljene štiri aplikacije. Prva aplikacija upravlja delovanje spletne kamere in GoPro kamere in izvaja sinhronizirani zajem vseh signalov ter shranjevanje na disk osebnega računalnika. Druga aplikacija je namenjena pregledovanju in analizi posnetih senzorskih signalov in video posnetkov spletne kamere. Ta deluje v režimu, ki dovoljuje ustavljanje in predvajanje z nastavljivo hitrostjo. Naslednja aplikacija je namenjena za sinhroniziran prikaz senzorskih signalov skupaj z video posnetki GoPro kamere. Ločeno pa je opisana še aplikacija za zajem slik iz posnetkov GoPro kamere v izbranih časovnih trenutkih z ločljivostjo, ki smo jo nastavili v prvi aplikaciji. V zaključku četrtega poglavja je podan tudi praktični preizkus delovanja izdelanega sistema za sinhronizirani zajem, prikazovanje in analizo senzorskih signalov. Diplomska naloga v zaključku podaja glavne ugotovitve in tudi ideje za nadaljevanje dela. Izdelani sistem je mogoče razširiti z dodatnimi senzorji, aplikacijske module za zajem in prikaz posnetih signalov pa je že mogoče uporabiti v aplikacijah za pomoč pri učenju gibanja v športu.20192019-03-06 13:50:03Diplomsko delo/naloga106579sl