Inteligentní ovladač kamery na minipočítači Raspberry Pi

Vojtěch Starý

Bachelor's thesis

Smart Control of a Camcoder via Raspberry Pi

Anotácia:

Tento dokument popisuje použité metody a realizaci funkčního prototypu inteligentního ovladače kamery s využitím počítače Raspberry Pi model B. Takové zařízení na základě analýzy zaznamenaných zvukových signálů rotuje kamerou ve směru zvukového zdroje. Lze jej použít při pořizování videozáznamu pohybujícího se mluvčího bez nutnosti obsluhy kamery člověkem. Úhel natočení servomotoru kamery je stanoven podle hodnoty fázového posunu signálů zaznamenaných dvěma mikrofony. Ke zjištění tohoto posunutí je použita metoda křížové korelace, na jejíž výsledky je aplikována kvadratická interpolace, jejíž maximální výsledek poskytuje přesnější hodnotu fázového posunu. Dosažení optimálního řízení servomotoru zajišťuje aplikace Kalmanova filtru na výsledné hodnoty fázového posunu. Celý program je implementován v jazyce Python verze 2.7. Součástí této práce jsou rozbory provedených experimentů, které prokazují krátkou časovou odezvu zařízení.

Abstract:

This document describes methods and an implementation of functional prototype of intelligent camera controller based on Raspberry Pi Model B. The device rotates camera in the direction of a sound source depending on the analysis of recorded sound signals. It can be used for taking a video of a moving speaker without the need of human operator. The angle of servo rotation is determined by phase shift of signals recorded with two microphones. The phase shift value is given by the cross-correlation method, on whose results the method of quadratic interpolation is applied. The maximum value provides more accurate value of the phase shift. The best result of servo controlling provides Kalman filter application on the solved phase shift values. The whole code is implemented in programming language Python 2.7. Part of this document describes experiments whose analysis proves a fast response of the device.

Kľúčové slová

Raspberry Pi, stereofonní záznam zvuku, analýza zvukového signálu, sledování zdroje zvuku kamerou, zařízení pracující v reálném čase, Python

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 16. 6. 2015
• Vedúci: doc. Ing. Zbyněk Koldovský, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Bachelor programme / odbor:
Information Technology / Information Technology