360° Blick mit einer Kamera

[Satyr]

Hallo Leute!
Da ich einen Miniroboter bauen möchte, welcher mit einer Kamera ausgestattet sein soll, bin ich aus Platzmangel gezwungen, alles so klein wie möglich zu bauen. Die Kameras, die ich bis jetzt gesehen habe, sind alle in einem quaderförmigen Gehäuse eingebaut, wobei die Linse in der großen Fläche untergebracht ist. Somit würde der Würfel ziemlich stark aus dem Robotergehäuse ragen. Außerdem wäre ein Servo von Nöten, um die Kamera zu schwenken.
Jetzt meine Idee:
Was wäre, wenn ich die Kamera liegend mit der Linse nach oben im Botkörper einbaue und einen verspiegelten Kegel mit der Spitze zur Linse montiere? Ich hätte sozusagen ein 360° Blickfeld und dieser Trick wäre einfach zu bewerkstelligen. Der Winkel des Kegels müßte demnach 90° sein.
Was meint ihr? Ist diese Anordnung sinnvoll? Wäre am Bild auch nachvollziehbar, was man da sieht? Käme es zu Verzerrungen?
lG Satyr

[vajk]

Das geht schon, setzt aber gute Rechenleistung voraus, guck Dir mal den Marsrover an, da wird das gemacht. Denke auch der "Spiegel" sollte eine hohe Güte haben ...

[Günter49]

Eine kleine Auswahl von Omnivision-links:

http://www.informatik.uni-bremen.de/~khuebner/omnivision/sources_d.html

http://tbk.de/panorama/show3.htm

http://www.cis.upenn.edu/~kostas/omni.html

http://homepages.inf.ed.ac.uk/rbf/CVonline/LOCAL_COPIES/BAKER/main.html

Für konische Spiegel:
http://cswww.essex.ac.uk/mv/omni.html
mit sehr interessantem Aufsatz:
http://cswww.essex.ac.uk/mv/omnipapers/jras.pdf

Und noch ein paar Anregungen zum Selber-Basteln:
http://www.crosus.de/panorama/spiegel-selfmade.html

Vielleicht noch meine eigenen Bastelergebnisse. Ich habe dazu als sphärischen Spiegel eine normale kopfverspiegelte Glühlampe mit einer einfachen Digitalkamera fotografiert und das Bild mit einer freien unwarping-software (PUT 1.0) in eine 360° Ansicht umgewandelt. Das Bildmotiv zeigt mich in meinem wie immer unaufgeräumten Arbeitszimmer.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=964
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=963
Die Rechenleistung eines Microcontrollers wird dazu wohl kaum ausreichen.

Gruß, Günter

edit: PUT 1.0 findet man unter dem folgenden link (unten auf der Seite):
http://www.panorama-hardware.de/cgi-bin/framestore.cgi?action=link&sku=ES360&lang=de

[Satyr]

Hallo!
Danke für die Antworten! Vielleicht hift es ja, wenn ich statt eines Kegels eine Pyramide verwende?! Da ergeben sich allerdings tote Winkel! Aber einfach so zum Übertragen ohne Korrektur wird es wohl reichen....
lG Satyr

[oc2k1_]

Stat dem Spiegel würde ich eher zu einem Fischeye raten, welches sich allerding unter ümsänden nur schwer beschaffen lässt (Eventuell die aufsätze für Digicams) Eventuell ist qualität dann etwas besser.

Stat die Kammera zu schwernken wäre es im Prinzip auch möglich nur ein Prisma oder Spiegel zu drehen.

Eine Pyramiede geht nicht, da die Toten winkel extrem groß sind.

Das allerbeste ist eigend lich Tip%Tilt und zoomoptik, aber das klein bauen dürfte schwer werden...

[stochri]

Hallo Günter,
die Idee mit der verspiegelten Glühbirne ist ja genial. Ich habe mir schon eine ganze Weile überlegt, wo man wohl einen billigen konischen Spiegel herbekommen könnte. Das Ergebnis der Glühbirne sieht ja überaus brauchbar aus.

Gruss,
stochri

[sigo]

Wie wärs mit einer Zeilenkamera über einen drehbaren Spiegel/Prisma.

Sigo

[Günter49]

Wenn ich satyr richtig verstanden habe, will er die Bilder der Kamera übertragen und seinen Roboter dann mit Hilfe der Bilder fernsteuern. Der Roboter soll klein sein, heißt auch: kleine Kamera und kleine Spiegel. Dadurch werden die Bildausschnitte, die die Pyramidenspiegel zeigen, sehr klein und lichtschwach. Außerdem stellen die Spiegel das Bild seitenverkehrt dar. Für eine Steuerung nicht gerade hilfreich. Dazu kommt bei nicht gewölbten Spiegeln das Problem mit dem Sichtfeld. Häufig will man ja gerade den Nahbereich rund um den Roboter sehen können, um Hindernissen ausweichen zu können oder beim RoboCup den Ball zu finden. In der Middle-Size-League verwenden daher fast alle Roboter nun Omnivisionkameras mit extra gerechneten Spiegeln.
Die für meine Versuche verwendete Glühlampe hat einen Durchmesser von 65mm, das rechteckige Rohbild ist im Original auf ein quadratisches Format von 690x692 Pixeln beschnitten und das daraus berechnete Panorama hat im Original 1024x303 Pixel. Bei gleicher Versuchsanordnung sahen die Ergebnisse bei Verwendung einer Webcam schon deutlich schlechter aus.

@stochri
Halbkugelförmige „Spiegel“ kann auch bei den Anbietern von Billigpokalen finden, die ihre Pokale aus verchromten Einzelteilen zusammenschrauben. Vielleicht gibt es da auch mal konische Teile. Obwohl konische Spiegel bei den Omnivision-Freaks in der Regel eher negativ bewertet werden, haben sie auch Vorteile. Senkrechte Linien der Umgebung werden zu radial verlaufenden Linien im Rohbild. Die kann man schon im Rohbild finden, ohne es erst in ein Panorama zu verwandeln(siehe oben den link auf den Aufsatz). Bei einer Auswertung im Roboter spart das Rechenaufwand und alle senkrechten Linien in einer 360°-Sicht einer Indoor-Umgebung zu erkennen wäre sicherlich sehr hilfreich.

@oc2k1_
Die Fisheye-Linsen zeigen meistens ein vertikales Sichtfeld von max. 60°. Das nahe Umfeld eines Roboters wird so nicht dargestellt.
Für satyrs miniroboter vielleicht ein bisschen groß, z.B. hat der Vorsatz FC-E9 Fisheye für die Nikon Coolpix einen Durchmesser von 100mm.
Es gibt da auch interessante fertige Lösungen:
http://www.poc.com/emerging_products/omniview/default.asp
Oder mein absoluter Traum:
Sony RPU C2512 http://www.sonybiz.net/vision unter: Panoramic Cameras
Wird wohl auch ein Traum bleiben, weil wahrscheinlich jenseits der Bezahlbarkeitsgrenze.

Gruß, Günter

[xtw]

Hi Günther ! Das dieht ja wirklich gut aus ! Wie hoch war die Kameraauflösung ? Kannst Du mir das untere Bild in voller Auflösung (und vielleicht auch das obere Zwecks Experimenterei... ;) ) zuschicken, damit ich die Verzerrungen erkennen kann ?

[CodeX]

Hallo zusammen,

ich habe da eine Frage an euch. Wie muß man ein omnidirektionales Bild auswerten-reicht es da mit trigonometrischen Funktion das als Kreis dargestellte Bild wieder flach zu strecken?

Viele Grüße
CodeX