Die Vision vom sehenden Gebäude

Das HVC-Modul kommt als voll integrierte steckerfertige Komplettlösung.Omron

Ein Telefon erkennt seinen Besitzer per Kamera und antwortet entsprechend. Spielkonsolen und Fernseher reagieren auf Gesten, was Fernbedienungen überflüssig macht und den Zugriff auf die immer ausgereifteren Funktionen erleichtert. Vor diesem Hintergrund erscheint es seltsam, dass es in Gebäudeautomatisierungssysteme noch keine Vision-basierende Funktionen gibt. Gewerbliche und private Räumlichkeiten verfügen gewöhnlich bereits über Kameraüberwachungssysteme (CCTV-Systeme), doch diese übermitteln Bilder lediglich. Die Auswertung der Aufnahmen bleibt menschlichen Bedienern überlassen, die in der Regel nur für die Sicherheit zuständig sind. So kann es etwa passieren, dass der passive Infrarot-Detektor (PIR) eines Raums das Licht mitten in einer Besprechung ausschaltet, obwohl die ebenfalls vorhandene Sicherheitskamera die Teilnehmer deutlich zeigt.

Potenzial für die Gebäude

Gebäudeautomatisierungssysteme sind weitaus anspruchsvollere Anwendungen als Handys und Spielkonsolen – und doch sind es ursprünglich für Mobiltelefone konzipierte Technologien, die innovative Anbieter zu Lösungen für professionelle Umgebungen weiterentwickeln. Mit solcher Technologie können Systeme die von der Kamera eingefangene Bilder interpretieren. Sie unterscheiden dann zwischen Mensch oder Katze, erfassen und reagieren auf Bewegungen und Gesten, beurteilen Stimmung, Alter oder Geschlecht und können sogar Individuen wiedererkennen.

Mithilfe dieser Sensoren ließen sich Sicherheits- und Gebäudeautomatisierungssysteme letztendlich auch integrieren, um einen Vision-Modulsatz gemeinsam zu nutzen. Die Anwendung sammelt und speichert alle Daten zentral, antwortet zudem automatisch mit der passenden Reaktion und leitet die Daten nur wenn nötig an einen physischen Bediener weiter. Ein Büro könnte ein Individuum bei Ankunft erkennen und die Heizung und Beleuchtung je nach Vorgabe – persönlicher Vorliebe zum Beispiel – in Gang setzen. Automatisierungssysteme reagieren bald auch auf Gesten, um die Beleuchtung, Klimaanlage und Heizung zu regulieren.

Das Omron HVC-Modul ist auch in niedrigen Stückzahlen erhältlich.Omron

Omrons HVC ist das erste Vision-Modul, das sich speziell auch für Anwendungen wie Gebäudeautomatisierungssysteme eignet. Jeder Entwickler kann das Modul integrieren, ohne die zum Erkennen von Gesten, Gesichtern, Mienen oder optischer Gestaltung notwendigen komplexen Algorithmen verstehen zu müssen. Das auch in niedrigen Stückzahlen erhältliche Modul ist eine voll integrierte steckerfertige Komplettlösung: Entwickler müssen lediglich die ausgegebenen Daten im eigenen System weiterverarbeiten, damit es angemessen reagiert.

Sicherheitsintegration

Da Module wie das HVC die Anwesenheit, den Standort und die Identität von Gebäudenutzern zuverlässig erkennen können, werden sie letztendlich auch die volle Integration zwischen Zugangskontroll- und Haustechniksystemen ermöglichen und so die Funktionalität beider Einrichtungen erhöhen.

HVC kann Individuen identifizieren und ihnen den Zutritt gewähren oder versagen. Die Anwendung benachrichtigt das Sicherheitspersonal automatisch, sollten sich Unbefugte in bestimmten Bereichen aufhalten. Zeitgestempelte Fotografien lassen sich archivieren. Das System kann bestätigen, dass der autorisierte Gastgeber in einem Besprechungsraum anwesend ist oder in öffentlichen Räumlichkeiten die Anzahl von Besuchern erfassen. Die Einführung von Vision-Systemen könnte dem Gewerbeflächenmanagement eine neue Dimension verleihen.

Die Basis-Software

Mit zehn Bilderkennungsfunktionen kann das HVC-Modul ein Gesicht über eine Distanz von 1,3 m in 1,1 s erfassen, erkennen und wiedererkennen.Omron

Module wie das HVC nutzen Techniken aus der Consumer-Elektronik und basieren auf Omrons OKAO-Vision-Software, einem bewährten Satz von Bilderkennungsalgorithmen, der derzeit in über 500 Millionen Digitalkameras, Mobiltelefonen und Überwachungsrobotern auf der ganzen Welt im Einsatz ist. Das Modul integriert zehn entscheidende Bildverarbeitungsfunktionen, eine Kamera und eine externe Schnittstelle. Produktentwickler können aufgrund der Erfassung von Gesicht, Hand oder Körper eines Menschen Funktionen wie Gesichtserkennung, Geschlechtserkennung, Altersschätzung sowie Einschätzung von Gemütsverfassung, Gesichtsausdruck, Blickrichtung und Blinzeltätigkeit implementieren. In jedem Fall gibt das Modul einen Wert zusammen mit einem Grad der Sicherheitsvermutung aus, sodass Programmierer das Ansprechverhalten für jede individuelle Anwendung richtig konfigurieren können.

Ergebnisausgabe des Moduls: auch die Stimmung wird erkannt.Omron

Zu den Schlüsseleigenschaften des HVC gehören die Geschwindigkeit und Konsistenz des Ansprechverhaltens sowie die Entfernung, über die Messungen erfolgen können. Zum Beispiel kann es ein Gesicht über eine Distanz von 1,3 m in 1,1 s erfassen, erkennen und wiedererkennen und mit der Messung ein Vertrauensniveau bereitstellen. Die Einschätzung, ob geblinzelt oder in welche Richtung geblickt wird, dauert weniger als eine Sekunde. Die Stimmung eines Subjekts bewertet das Modul anhand von fünf Gesichtsausdrücken. Überdies kann es einen menschlichen Körper aus bis zu 2,8 m und eine Hand aus bis zu 1,5 m Entfernung erkennen. HVC bettet die OKAO-Software in eine Hardwareplattform mit Kamera, Prozessor und einer UART-Schnittstelle ein, deren digitales und optisches Design Omron speziell für diese Anwendung optimiert hat.

Die für diese Funktionen nötigen Algorithmen sind komplex und verarbeitungsintensiv, werden aber vollständig innerhalb des Moduls abgearbeitet. Die anfallenden speicher- und prozessorintensiven Berechnungen beanspruchen das Hostsystem in keiner Weise. Auch müssen Entwickler keine Zeit für das Erstellen und Testen der Algorithmen aufwenden.

Bequem und sicher

Das Potenzial für Vision-Technologie in den Bereichen Gebäudesteuerung und Gebäudesicherheit ist riesig – vor allem in Spezialgebäuden. In Schulen eingesetzt kann das Modul zwischen einem Kind oder Studenten und einem Erwachsenen, einem Lehrer oder einem Fremden unterscheiden und entsprechende Berichte oder wenn nötig Alarme ausgeben. Im Gesundheitswesen kann das Modul einzelne Patienten und auch deren Befindlichkeit erkennen, was das Patientenmanagement erheblich erleichtern könnte. In Industrieanlagen könnte das System Besucher identifizieren, die von den gesicherten Wegen abkommen und Warnmeldungen auslösen.

Gesichtserkennung und Bewegungssteuerung gibt es bei hochvolumigen Consumer-Elektronikgeräten bereits seit einiger Zeit. Ihr Potenzial für Gebäudeautomatisierungssysteme wird erst langsam erkannt.

(jck)