inGuide: System für eine inklusive und adaptive Personenfüh-rung in Gebäuden unter Berücksichtigung der Erweiterbarkeit auf Gefahren- und Sondersituationen
Dieses Projekt (HA-Projekt-Nr.: 1039/21-41) wird im Rahmen der Innovationsförderung Hessen aus Mitteln der LOEWE – Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Förderlinie 3: KMU-Verbundvorhaben gefördert.
Verbundpartner Skill Software GmbH
Das Projekt stellt sich vor
Für die Personenleitung und Personensicherung in Gebäuden, Immobilienkomplexen, Universitäts-Campus, Kliniken oder Industrieliegenschaften gibt es nach wie vor keine vereinheitlichten Konzepte, welche heute die vielfältigen Anforderungen der unterschiedlichen Benutzer und Betreiber erfüllen. Der Benutzungskomfort und die Präsentation von Lokationen und Produktangeboten stehen meist im Vordergrund von Personenleitsystemen. Die Unterstützung verschiedener Anforderungen von Personen mit Inklusionsbedarf, Sicherheitsaspekte bei technischen Defekten, Amoksituationen oder Pandemien, wie gerade erlebt, werden kaum oder nicht berücksichtigt.
Eine Indoor-Personenführung stellt nach wie vor eine große Herausforderung dar und es gibt keine standardisierten Konzepte für diese Aufgabe, insbesondere zur Unterstützung von Inklusionsbedarf und Hilfe in Gefahrensituationen sowie der Nachrüstbarkeit im Gebäudealtbestand. Die aktuelle Pandemie-Situation mit sich häufig wandelnden Gesundheitsanforderungen, die Sicherungen gegen Gefahren aus der öffentlichen Gebäudenutzung und immer wieder auftretenden besonderen Amok-Situationen sind nicht gelöst. Die verschiedenen Sicherheitskonzepte müssen aufwändig für jede Gebäude- und Gefahrensituation neu erstellt und umgesetzt werden, was sehr viel individuellen Einsatz benötigt und dementsprechend nur in sehr unterschiedlicher Qualität und Tempo realisiert werden kann. Aus diesem Grund erforschen wir innovative Ansätze für eine allgemeine Lösung dieser Probleme.
Forschungsschwerpunkte
Der Projektfokus liegt auf einem inklusiven Ansatz, welcher Einschränkungen einer Person berücksichtigt, und auf der Entwicklung entsprechend adaptierter Personenführungsmethoden und wird auf existierende Forschungsergebnisse des Fachbereichs Soziale Arbeit und des Forschungszentrums ”Future Aging” der Frankfurt UAS in Bezug auf Inklusive Konzepte zurückgreifen.
- KI basierte Anomalieerkennung
- Datenschutzkonforme Personenerkennung
- Zählung von Personen in Personenströmen
- Indoornavigation von Personen mit Inklusionsbedarf
- Entwicklung von besonders energieeffizienten Sensoren
- Platinenentwurf und Design
- Entwicklung von Aktuatoren zur Navigation
- Inbetriebnahme und Durchführung von Tests
Sie sind in einem Unternehmen oder einer Institution tätig und würden gerne mit uns kooperieren?
Sie studieren an der Frankfurt UAS und interessieren sich für eine Studien- oder Abschlussarbeit?
Sprechen Sie uns gerne an!
Wir sind permanent auf der Suche nach Studierenden und bieten entsprechende Studienarbeiten an. Die möglichen Arbeiten können im Umfang angepasst werden, um diese entsprechend als Studienprojekte oder Abschlussarbeiten auszulegen. Es erwarten Sie spannende Themen aus interdisziplinären Aufgabenstellungen. Bei uns steht die Themenvielfalt im Mittelpunkt, wodurch ein interdisziplinäres Zusammenarbeiten der verschiedenen Fachbereiche ermöglicht wird. Falls eines der nachfolgenden Themen Ihr Interesse geweckt hat, freuen wir uns von Ihnen zu hören. Schicken Sie uns eine Mail mit Ihrem Lebenslauf und Ihren Stärken sowie Ihrem Wunschthema. Natürlich können Sie uns auch eine individuelle Anfrage mit eigenen Projektideen schicken.
Die angegebenen Themen können in dem Umfang angepasst werden, sodass diese als Abschlussarbeit oder Projektarbeit anzufertigen sind.
Informationen folgen.
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Veröffentlichungen
Bisherige themenbezogenen Publikationen:
- Daniel Helmer, Heiko Hinkelmann und Thomas Hollstein. “An Efficient Feature-Based Method for People Counting”. In: SAC ’23 (2023), S. 852–854. DOI: 10.1145/3555776.3577801.
Impressionen unserer Arbeit
Anwendung des Systems
Nebenstehendes Traversensystem wird im House of Science and Transfer der Frankfurt University of Applied Sciences genutzt, um tagesaktuelle Personenverteilungen zu Erfassen. Dabei werden durch die Time of Flight (TOF) Technik nur abstrakte bzw. nicht personenbezogene Daten verwertet. Die TOF Kamera ist in der Mitte einer Kreuzung angebracht, um 4 zusammenlaufende Verkehrswege abzudecken.
Die angewendeten Algorithmen wurden selbst entwickelt und mit bisher aus der Literatur bekannten Verfahren verglichen. Durch das fortlaufende Weiterentwickeln der Algorithmen werden diese stetig optimiert, um eine möglichst hohe Genauigkeit zu erreichen.
Das Traversensystem sowie eine Livedemonstration der Personenerkennung und -zählung wird regelmäßig auf Kongressen und Messen präsentiert. Zu sehen ist eine Livedemonstartion auf dem Innovationskongress in Wiesbande 2022 in der nebenstehenden Grafik.
Eine Aufzeichnung der Personenbewegungen erfolgt ausschließlich in den Räumlichkeiten der Frankfurt University of Applied Sciences.
Schritte der Personenerkennung
Beschreibung der einzelnen Frames:
- Originalbild der Tiefeninformationen
- Bilden der Region of Interest (ROI)
- Extraktion der Pixel einer Person
- Bestimmen der Kopfpixel
- Bestimmen der äußeren Kopfpixel (Umriss)
- Berechnen der breitesten Stellen
- Berechnen der Ellipse anhand der Breite und Länge
- Berechnen des Kopfmittelpunktes
- Bestimmen der Personenrichtung
- Zählung mittels Zähllinien
Die Personenzählung
Die Bildmatrix der Kamera besteht aus 4800 Tiefeninformationen. Durch die Position der Kamera und deren Öffnungswinkel ist eine Separierung der Kreuzung in 4 Bereiche möglich. Zu sehen ist dies in dem nebenstehenden Video. Diese Videosequenzen wurden in der obigen Grafik aufgenommen, in der die Traverse in einer Kreuzung angebracht ist.
In den Videosequenzen sind die einzelnen Trajektorien der Personen dargestellt. Mit diesen wird die Zählgenauigkeit erhöht. Die roten Pfeile zeigen durch deren Länge die Geschwindigkeit der Personen und die Vorhersage, in welche Richtung sich diese bewegen. Die Videosequenz wird mit einer geringen Geschwindigkeit abgespielt.
Kooperationspartner und Förderer
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