Как детектить собаку на кровати?

Question

[Сергей П]

Имеется хитрожопая собака (чихуахуа), которой запрещено запрыгивать на кровать ребенка.
Собака быстро сообразила, что "не пойман - не вор" и научилась оперативно при первых признаках проверки сваливать с кровати и, разве что, не насвистывать, мол, знать не знаю, что за кровать такая.

Собственно задача: умный дом должен как-то детектить факт нахождения собаки на кровати.
Дополнительные условия:

1. минимизировать ложоположительные срабатывания.
   
2. не желательно ставить видео-наблюдение, всё-таки комната ребенка.
   
3. ввиду мелкого калибра собаки не хочется ей вешать слишком тяжелый ошейник.
   

Рассматривались варианты:

• RFID (проблема локализаци собаки, нечетко срабатывает, критичен угол между антеннами);
  
• активная акустическая локация: на ошейнике пьезо-элемент с контроллером, на потолке над кроватью китайский ультразвуковой приёмо-передающий модуль. Ошейник, услышав сигнал, мгновенно даёт ответ. Расстояние до собаки характерно кортоким таймином;
  
• камера с opencv на борту, с отключенной записью. Вариант плохой, никому не нравится жить под прицелом даже выключенной камеры.
  

Какие ещё варианты?

Comments

[dollar]

Учтите, что наказание должно быть в пределах 5-10 секунд после нарушения. Иначе собака не поймёт, за что. Она - не человек.

[Алексей Ярков]

dollar, ох какая жиза... Я это уже четвёртый год пытаюсь жене втолковать, когда она кошек ругает. И постоянно нарываюсь вот на это:
- Ой, да всё она понимает.

[Сергей П]

dollar, именно для этого и нужно.
Хотя, собака, как мне кажется, немного умнее, чем делает вид, хотя у меня и нет доказательств.
По крайней мере по ее виду ясно, что всё ей понятно, если на нее ругаешься, но она, кроме того. понимает также, что это так себе наказание. Хозяет лает - ветер носит.

[Antonio Solo]

дверь закрывать не пробовали ?

p.s. я за RFID

[Сергей П]

Алексей Ярков, вот кошки совсем хреново понимают, если чуть поже ругать. А вот момент "преступдения" прям чётко понимают что огребут, но всё равно делают. Наш повадился тарабанить во входную дверь лапами о ночам. При этом выходить он боится до усрачки. То есть стучит чисто из любыи к искусству.

[Сергей П]

Antonio Solo, это комната дочки, собака тоже её. Дверь постоянно держать закрытой неудобно.
Я, кстати, тоже за RFID, но как локализовать срабатывание? Наверно несколько антенн надо ставить под матрцом.

[Олег Андреев]

Необходимо с иметировать ложные признаки проверки. Установить некий детектор нахождения собаки на кровати. Хотя лучше приближения к кровати, так так даже удобнее получится. ( обязательно с распознованием), акустический или же при желании механический испускаетесь сигналов (например имитация шагов типа «ших - ших - ших) чтоб не навязчиво.
Собака безусловно хитрожопая, здесь нужно попытаться быть хитрожопее собаки.
Кстати зря вы так. Как раз RFID идеально подойдет.

[Сергей П]

Олег Андреев, да, собака с тех пор на каждый шорох из соседней комнаты спрыгивает с кровати. Слышно это по характерному "тыгдык". Запрыгивание, если прислушиваться, тож слышно очень характерно, но гораздо тише. Это звук небольшой пробуксовки когтей задних лап при толчке и тишина, потому что на кровати приемление не слышно.
Я уже думал еще один вариант детектирования рассмотреть - нейронкой по звуку, но обучающую выборку набрать проблематино, не заставишь собаку много раз на микрофон запрыгивать, да и не педагогично это.

Ложные признаки проверки, мне кажется, собака быстро научится распознавать. Это типичный случай гонки вооружений, в которой мои скромные инженерные способности легко уступят сложному нейронному клубку в башке животного. Шаги собака точно научится отличать от натуральных гораздо легче, чем я смогу их имитировать.

Я тоже много думал на счет RFID, но метки дальнего поля имеют слишком аморвную зону покрытия, а метки ближнего поля слишком маленькую по сравнению с размером кровати. Решать эту проблему можно только какой-то сложной и нетривиалной формой антенны и их количеством. но такие эксперименты влетят в коппечку и потребуют слишком много усилий.
Нужно делать многофакторную систему: акустика + RFID, PIR-датчик + акустика...

Всё больше склоняюсь к мысли, что и хрен бы с ней с этой собакой. Ребёнка она (в отличии от кота) точно не сожрёт, не покусает и не оцарапает, а санитарные соображения не так однозначны. Возможно потенциальный вред от собаки в этом плане преувеличен.

[Олег Андреев]

Сергей Паньков, можно ещё попробовать разобраться в причине, по которой она так охотно идёт на кровать. Либо тепло, либо мягко, либо она проводит эксперимент и вычисляет среднее между реакциями, а так же, какой триггер приводит к реакции.

[Сергей П]

Олег Андреев, я склоняюсь к тому, что это всё же эксперимент. Слишком ловко она манипулирвет мной за счет своего виноватого вида, также слишком хитро подстраивается под любые мои попытки изменить ситуацию.

Думаю на кровать она лезет из чувства эмпатии и нежности к юной хозяйке. Собачья подушка мягка и лежит под батареей, где очень тепло.
Ещё есть кот, которому можно на кровать, на диван и в прочие места, куда собаке нельзя. Думаю собака люто-бешено завидует. Тем более коту даже отомстить толком нельзя. кот вдвое больше и втрое массивнее собаки, та даже на задних лапах ходить научиась вокруг кота, чтобы казаться больше и хоть как-то доминировать, однако один удар лапой (равда когти кот всё же не высовывает) и собака теряет равновесие.
Мне кажется кот учит собаку плохому. пока никто не видит.

Answer 1

[Владимир Коротенко]

Вес!

1. собаки
2. кровати
3. ребенка

Под ножки тензо датчик.
1+2 - тревога
1+2+3 - тревога

Comments

[Roman K]

1+3 — паранормальная тревога

[Сергей П]

Гениально! Можно даже не озадачиваться взвешиванием ребенка и прочего хлама, что может оказаться на кровати, просто детектить прирост веса в районе массы собаки.
Нужно погуглить, вдруг уже продаются ножки для мебели со встроенными тензо-датчиками.
Если нет, то стоило бы.
Итак, дифференцируем показания тензо-датчиков скользящим окном и реагируем на передний фронт заданного размера. Звучит как удачное решение по всем канонам ТРИЗ. Тем более, что один тензо-датчик у меня даже в хозяйстве имеется, и лишняя NodeMCU для IoT девайса.

[Ищю в поисковиках]

Сергей Паньков, можно ещё попробовать, сделать лежак для собаки возле батареи - не спроста же ложиться к теплу, собака маленькая, тепло теряется быстро ночью.

[Сергей П]

qid00000000, я тоже об этом думал. Наверно термостатированный подогрев лежака с детектором наличия собаки и в антиванальном исполнении - это хороший подвод собаке меньше лезть на кровать.
Но есть версия, что собака лезет на кровать в большей степени из соображений эмпатии к маленькой хозяйке. Свидетельств тому несколько: лезет на пустую кровать когда никого нет дома; вполне себе мирно и уютно дремлет на своей подушке на полу, когда имеется шанс огрести за кровать.

[Developer]

А когда ребёнок будет двигаться в кровати, стоять, прыгать, то вес будет меняться

[Владимир Коротенко]

Developer, что мешает использовать нечеткую логику ?

[Сергей П]

Developer, придется дифференцировать на более широком окне.
Исходим и того, что ребенок более менее добросовестно сгоняет собаку с кровати, если активен и не спит. А когда он спит, то и вес кровати не будет лишний раз меняться.

[Adamos]

Сергей Паньков, ребенок возвращается из школы, кидает сарафан на кровать - прирост массы в районе собаки.

qid00000000, альтернативные предложения бессмысленны. Если бы ТС было интересно воспитание собаки или поиск комфорта для нее... но ему интересно сделать в комнате дочери Mission Impossible %)

[Владимир Коротенко]

Adamos, просто чуть больше сложности. Сарафан единоразово падает, а собака мастится

[Adamos]

Владимир Коротенко, ребенок кладет на кровать куклу-пупса и пеленает его.

[Владимир Коротенко]

Adamos, вот тут то понадобится нейросеть облако и подписка за всего 9.98$ В месяц

[Adamos]

Владимир Коротенко, грамотно обработанный спрос. Респектъ ;)

[Владимир Коротенко]

Adamos, дарю идею

[Сергей П]

Adamos, на бронесарафан, который весом с собаку, имеет смысл добавить пару бронепластин или пришить рагрузку со светошумовыми гранатами, тогда кровать не бует путать сарафан с собакой.
При достаточной точности измерения веса откалибровать распознавание на вес собаки будет не сложно.
Можно даже автоматический протокол калибровки реализовать: сел, взял собаку, встал, сел, отпустил собаку.
Мне кажется вероятность нечаянно положить на кровать что-то по массе как собака с точностью до 100 грамм довольно мала, но и тут есть план Б. Можно добавить второй фактор в виде iBeacon.

[Adamos]

Сергей Паньков, а по массе как собака после обеда / после лотка / с вкусной косточкой или игрушкой? Неужели в комнате дочери не найдется десятка-другого предметов весом в этих пределах?
У моей я бы решал скорее задачу "как спасти чихуевину от переломов всех ног в этом бардаке"... но у нее кошка. И кровать-чердак ;)

[Antonio Solo]

порода чихуахуа!!! это карлик с килограмм весом. пусть 2 кило.

ножек 4 . давление на кровати с 4-мя ножками распределяется неравномерно, а зависит от положения груза.
ребенок килограмм 30. кровать столько же. матрас еще 10

при общем весе килограмм 70 датчики должны корректно реагировать на изменения в 2 кг, причем надо уметь учитывать неравномерности в распределении по ножкам веса, игрушек, ужина, планшета, книжек и т. д.

[Сергей П]

Antonio Solo, нормально. погрешность в пределах приемлемой будет. Допустим 4 датчика на 50кг каждый с класом C3 - это, насколько я понимаю, 0.02% точность. Грамм сорок будет.
Если тензодатчика 4, то показтели тупо суммируются и не нужно никаких неравномерностей учитывать.
Учитывая, что показания с тензодатчиков можно в реальном времени очень быстро получать, то вполне реально форму импульса с четырёх датчиков распознавать простенькой нейронной сетью.

Для взрослых такую кровать можно как фитнес-трекер использовать будет. Много всяких показателей снимать интересных за ночь=).

[Владимир Коротенко]

Сергей Паньков, или футболистов

[geopunk]

Извините, может я чего-то не понимаю, но что такого, что собака (да уж собака чихуахуа) спит в кровати? Это же не огромная овчарка, она же меньше кошки или кошкам тоже нельзя на кровать?

[Сергей П]

geopunk, это отчасти личные заморочки, а отчасти нет. Кошка не имеет никакого запаха, от собаки есть неприятный запах, даже сразу после купания. Кошка (моя по крайней мере) не принесёт и не закопает вам в кровать кусочек сыра, или пельмень, или недоеденную котлету, или косточку, а собака делает это с некоторой регулярностью.

Answer 2

[Рональд Макдональд]

Направьте любую веб-камеру на диван и настройте детектировение движения в выбранной зоне (приложений полно). Если движение сделаете вы, то вы будете знать, что это вы, если не вы, то, значит, собака.

Comments

[Сергей П]

Это, пожалуй, самый гибкий вариант. Но не хочется вешать камеру в комнате ребенка. Чисто психологически хочется воспитать нормального паранойика, как я=)

[paran0id]

Сергей Паньков, камера поспособствует. А скрытая камера позволит даже внушить Страх Б-жий.

Answer 3

[geopunk]

Использовать платформу машинного зрения на базе kendryte k210, распознавание осуществляется оффлайн. Можно натренировать собственную сеть, а можно использовать готовую модель, где как раз есть собака. Maixduino https://mysku.ru/blog/aliexpress/79416.html
Стоимость от 15$ (sipeed M1n)

Comments

[Сергей П]

Прикольно. Не знал о такой железке, спасибо!

Answer 4

[pfg21]

я б подошел с правильной стороны - формирование привычки "сидеть на кровати - это больно".
покрывало с проводничками на которые подаются очень короткие импульсы повышенного напряжения.
как говорится "даже дурак все понимает с первого удара"...

Comments

[Сергей П]

Думал об этом, но проблематично. Собака запрыгивает в кровать в том числе ночью, когда ребенок спит. Не хотелось бы бить током обоих. А так да, в планах встроить маленький мио-стимулятор в ошейник, но как детектить сам факт посягательства на постель?

[Сергей П]

Dance Macabre, пока что лидирует вариант с тензо-датчиками в ножках кровати.

[Zettabyte]

кровать ребенка

очень короткие импульсы повышенного напряжения

Так и появился на свет Электро.

Answer 5

[Владимир Куц]

Матричный тепловизор AMG8833 - детектить появление теплового пятна. Там матрица 8x8 - конфиденциальности не повредит...

- камера с opencv на борту, с отключенной записью. Вариант плохой, никому не нравится жить под прицелом даже выключенной камеры.

Расстройте фокус - детектируйте цветовое пятно. Можно на Raspberry Zero с отсутствием wifi на борту - только вывод сигналов на GPIO. Если смущает сам факт наличия камеры - могу порекомендовать шапочку из фольги )

Comments

[Сергей П]

Шапочка из вольги - нормальная идея. Пробовали. Но собака её умудряется снимать.
А какая камера будет нормально в темноте снимать? Тут цветовым пятном не обойтись. Полноценный тепловизор будет сопоставим по стоимости с собакой.

[Сергей П]

С тепловизором, кстати, проблематично тоже. Для нормального распознавания кейсов разрешение маловато, а в таком виде он будет реагировать на высунутую из под одеяла ногу как на отдельное тепловое пятно. Нужно, чтобы детектиля факт запрыгивания собаки на кровать. Хотя, согласен. Эту тему можно копать дальше.
Можно взять ESP-8266 и этот тепловизор навести на край кровати так, чтобы детектить разные кейсы.
Можно даже обучить нейронную сеть распознавать ситуации.

[Владимир Куц]

Сергей Паньков,

Шапочка из вольги - нормальная идея. Пробовали. Но собака её умудряется снимать.

ну тогда попробовать доверительные беседы с собакой на тему "что такое хорошо, а что такое плохо", пройтись по понятиям что "хорошим мальчикам" запрыгивать на кровать - западло, и пацаны не поймут - ну и вообще о жизни )))
Загрубить камеру - можно - к примеру фильтром перед линзой - типа матового стекла или что-то вроде. Можно еще цветной фильтр подобрать чтобы на окрас собаки чувствительность повысить.
Вообще - еще маячок на ошейник собаки - а на кровати - приемник попробовать. И загрубить чувствительность приемника. Но это суть та же технология что rfid-метки.

[Сергей П]

Владимир Куц, оптическое детектирование услжняется ночным режимом. Я уже думал делать инфракрасные отражатели, инракрасную активную модулированную подсветку (светодиодом) и камеру с непрозрачным фильтром в видимом спектре.
Тут, вроде, все зайцы убиваются:
- реагировать будет на яркий отражатель на ошейнике.
- отражатель пассивен, не требует батареек и массивного ошейника.
- за счет модуляции не будет реагировать на помехи

Но хотелось простого решения, вроде рамки в магазинах: пронёс ошейник в сечении боковины кровати (между спинками) -- получил срабатывание.
Только вот как это технически сделать моих знаний маловато.

[nioliz]

Сергей Паньков, Матричный тепловизор, посоветованный выше, стоит 20 баксов.
Но вообще-то тепловизоры делают из веб-камер, путем замены светофильтра. Матрица-то там умеет и в ИК тоже, просто ИК зарезан фильтром. Заменяют фильтр на тот, который наоборот отрезает оптику и получают ИК-камеру. Этим активно занимаются FreeTrack'еры и TrackIR-щики. Они так джойстики для головы делают. Потому на их форумах довольно много инфы по теме.
А по яркости светового пятна отличить маленькую собаку от большого ребенка проблем быть не должно.

Answer 6

[MrLink]

Активная акустическая локация, ИМХО, не очень, т.к. собаки слышат в ультразвук - надо проверить диапазон частот.
С тепловизором идея нравится.

Answer 7

[Dikoy]

Тепловизор промышленный покажет пятно тепла от тушки спустя несколько минут.
Пирометр покажет факт наличия тушки на кровати (включая ребёнка).

Answer 8

[Алексей Харченко]

Заведите кота. Он будет спать на кровати, и такую собачку в клочья порвёт, если полезет к нему :)
Но это надо было изначально чтобы они вместе росли, и приучены были, где кому можно спать.

А если серьёзно, то нужно чуть упростить задачу - пусть собаке будет запрещено заходить в ту комнату, где кровать (на которую запрещено залезать). Тогда в дверном проёме ставим два датчика оптических, один на уровне собаки, второй гарантировано выше, но так, чтобы дочка точно не прошла под ним, даже на корточках. Тогда логика простая - сработали два датчика - прошёл человек, сработал только нижний - собака (бьём током из ошейника, ну или как там планировали наказывать, можно сирену включать и вызывать омон :-)

spoiler

Вот тут рассуждают - контроллеры, умные камеры, нейронные сети, детекторы движения, тепловизоры... Будто президента охраняют. С двумя простыми датчиками и никаких контроллеров не надо.

Comments

[Сергей П]

Уже обсуждалось, что в комнату собаке перекрывать вход не согласовали. Придётся нанимать ЧОП, походу, у кровати дежурить.
Кот, кстати, есть. Но коту исторически кухонный диван больше нравится, он там и тусуется большую часть времени, его и охраняет. Второго сторожевого кота мы не потянем. Да и эти когда начинают играться с собакеном -- затоптать могут.