Zielverfolgung anhand von Lasern?

[adrians]

Hallo ersteinmal und willkommen in meinem ersten Thread und Posting in diesem Forum!

Ich bin nicht sicher, ob das Thema in diesem Themenbereich richtig aufgehoben ist, oder nicht, aber mir kam es so vor, als würde er am besten hier herein passen.

So. Zuersteinmal die Vorgeschichte, wie ich zu doiesem Thema kam:

Ich bin, wenn man es so will, ein Freak, der sich für alle Arten von Elektronik und Technik interessiert. Bisher habe ich allerdings nur viel in Sachen programmierung gemacht, bis ich eiens schönen Tages darauf kam, eine Art Roboter zu bauen. Dieser soll Bewegungen erkennen und verfolgen können, was scheinbar in ein sehr schwieriges problem ausgeartet ist. Also habe ich mich hingesetzt und mir einen Plan gemacht, wie es theoretisch funktionieren könnte.
Da ich in einer Reportage beiläufig mitgekriegt habe, dass man mit Lasern und Photodioden Entfernungen messen kann, keimte in mir die Idee auf einen Bereich in ein Raster zu unterteilen.
Innerhalb dieses Rasters wird jedes Feld zweimal auf die tiefe Überprüft. Der Laser gibt einen lichtimpuls ab, die photodiode nimmt ihn wieder auf und anhand der Intensität wird die Entfernung berechnet. Ändert sich nun die Tiefe innerhalb eines bestimmten Toleranzspektrums, so liegt im geprüften Quadrant eine Bewegung vor.
Dieser Bewegung wird dann gefolgt indem die Umliegenden Felder geprüft werden. Erst wider da Selbe (Kommt die Tiefe näher?) dann die umliegenden(Ist das Objekt so breit, oder bewegt es sich gar in die Richtung?).


Meine Frage ist nun, ob das System so funktionieren würde, oder ob es nicht gar was Besseres gibt, weil mir diese Art nicht sehr zuverlässig erscheint.


Danke im Voraus. Wenn ich die zeit finde, die Skizzen heute noch fertig zu machen, werde ich auch noch die Bidler anhängen.^^

[adrians]

Hier noch die versprochene Animation.

Ich hoffe sie ist verstädnlich.^^

[Manf]

Es soll eine Bildauswertung nach Intensität sein? Das wäre das Übliche, wobei man kaum gute Entferungsinformation gewinnen kann.

Einige optische Entfernungsmesser arbeiten trigonometrisch, andere mit Laufzeit des Lichts. (Man müßte noch die Quellen und die Beschreibungen heraussuchen falls das auch interessant sein sollte.)

Bei der Bildverarbeitung nach Intensität gibt es sicher erprobte Hardware die ohne viel Änderung eingesetzt werden kann. Sensoren wie Webcams die das Bild einfach aufnehmen oder optische Mäuse deren ca. 20x20 Pixelfeld von Intensitätssensoren ausgelesen werden kann.

Erzähle noch ein Bisschen was Dich speziell interessiert, oder wofür und warum oder überhaupt, vielleicht gibt es auch einen interessanten neuen Ansatz.
Manfred

[adrians]

Nunja.
Im allgemeinen geht es mir dabei erstmal um die Erkennung von Bewegung. Wird eine gefunden, wird sie verfolgt, bis sie stehenbleibt. (Bewegung kommt zum stillstand, vorher war aber eine gefunden.) Der erstes Laser sucht allerdigns weiterhin die Sektoren ab, in denen vorher eine Bewegung detektiert wurde, falls das Objekt sich wieder in Bewegung setzt.

Ziel der Sache ist dabei, dass später anhand des Bewegungsmusters eine eventuelle Route berechnet werden soll, und das Bewegungsmuster gespeichert wird. Wenn bestimmte Informationen esammelt wurden soll das ganze mit bereits gegebenen Bewegungsmustern verglichen werden. (Fallende Objekte, Autonome Objekte, Öfter auftretene Objekte, [...])

Das ganze ist eine Art experiment.^^

Die Berechnungen an sich laufen über den PC. Sollen sie zumindest. MC Programmierung und Schnittstellen programmierung muss ich mir nochmal angucken, bei den anderen Berechnungen und Programmabschnitten hilt mir ein Freund.

Deshalb habe ich hier gepostet. Ich bin mir nicht sicher, ob dieses Lasersystem dafür besonders gut geeignet ist. Das Problem ist nunmal, dass für dieses Bewegungsmuster auch Tiefenerkennung gut wäre.
Eventuell sogar das Messen der Höhe des bewegten Objektes und so weiter. Das alles geht mit der Lasermöglichkeit nicht. Aber ich bin nunmal neu auf diesem gebiet und die Laservariante war mein erster Gedanke.

[Manf]

Es soll nach der Beschreibung die Helligkeit der einzelnen Bildpunkte gemessen werden. Das ist eine normale Aufnahme mit einer Kamera mit natürlichem Licht oder bei Beleuchtung.
Die Beleuchtung soll nach der Beschreibung mit einem Laser vorgenommen werden.
Was wäre dabei der Vorteil gegenüber der Beleuchtung mit einer normalen Lampe?
(in welche Richtung geht die Überlegung, auch wenn sie noch nicht fertig ist?)
Manfred

[adrians]

Nunja, wie gesagt habe ich gehört das man mit dem Laser gleich auch die tiefe mitmessen kann. Und das brauche ich, wie schon geschreiben, um ein bewegungsmuster zu ersetllen. Anhand dieser Bewegungsmuster kann man eventuell (Das sehe ich dann, wnen Bewegungsmuster ersetllt wurden) eine Art Personenerkennung machen und dann auf Personen reagieren.

Deshalb ist meine Frage gerade, ob man nicht eine bessere Möglichkeit hat, als die mit den Lasern. Weil sie mir doch recht kompliziert erscheint und je nach Anbieter und Sensoren recht teuer werden könnte...

[Manf]

...Der Laser gibt einen lichtimpuls ab, die photodiode nimmt ihn wieder auf und anhand der Intensität wird die Entfernung berechnet. Ändert sich nun die Tiefe innerhalb eines bestimmten Toleranzspektrums, so liegt im geprüften Quadrant eine Bewegung vor. ...
Meine Frage ist nun, ob das System so funktionieren würde, oder ob es nicht gar was Besseres gibt, weil mir diese Art nicht sehr zuverlässig erscheint.
Sieh Dir mal die Sharp PSD Sensoren an, könnte das etwas für Dein Vorhaben sein?

[adrians]

Ein Distanzsensor... mhh... Ich werde mal schaun und eventuell krieg ich nen neues Modell bis Montag hin.

[Bääääär]

Die einzig genaue Möglichkeit Entfernungen mit Laser zu messen ist meineserachtens Interferometrie. Das ist aber glaube ich dann doch etwas arg schwer.

Der Laser gibt einen lichtimpuls ab, die photodiode nimmt ihn wieder auf und anhand der Intensität wird die Entfernung berechnet.
Vielleicht versteh ich das jetzt nicht, aber die Methode ist etwas arg ungenau. Stell dir vor, im Zimmer ist etwas dicke Luft (Zigarette, oder was auch immer) dann meldet dein Sensor doch imense Größen. Außerdem ist der Unterschied zwischen gesendetem und empfangenem Impuls sehr stark davon abhängig, auf was du leuchtest. Zudem ist die Lichtintensität, die auf dem Weg von Laserdiode bis Photodiode verloren geht so gering, dass du daraus nur sehr schlecht eine genaue Entfernung messen kannst. Ich befürchte schon fast, ich habe deine Idee falsch verstanden, schlag mich, wenn ich hier jetzt Mist erzähle... Und bitte erkläre mir das nochmal, wenn das, was bei mir angekommen ist nicht deiner Idee entspricht.

Bääääär

PS: Ich habe mir deine Idee jetzt mindestens 10 Mal durchgelesen. Aber ich kann mir einfach nicht vorstellen, wie das funktionieren soll. Die Fremdeinflüsse sind doch so extrem, dass man da nichts Gutes bei rausbekommt. *denk*

[adrians]

Bär...jetz wo du die Faktoren ennst, hast du Recht. Aber es war wie gesagt meine erste Idee. Ich bin recht neu auf diesem Gebiet und habe eben deshalb den Thread eröffnet. Momentan bbin ich auch, wie schon vor diesem Thread, verstärkt am googlen und suchen wie man solche Bewegungsverfolgungen erstellen kann und gleichzeitig unabhängig zu den von dir genannten Faktoren die Entfernung messen kann umd ein recht genaues Bewegungsprofil zu erstellen.

Wirkliche Ergebnisse habe ich bisher leider noch nicht, aber ich nähere mich langsam an....
Hättest du eventuell eine Idee? Du scheinst auf diesem gebiet ja recht gute Ahnung zu haben.^^

Danke nochmals bisher!


Edit:
Gehe ich richtig in der Annahme, dass Itnerferenzen sich selbst Überlagernde Wellen sie? Wie etwa ein Schallimpuls, der unter Wasser von Klippen udn geröll zurückgeworfen wird, das ursprungssignal sich so überlagert und dadurch das eigentliche Signal verfälscht? (Nur als Beispiel)

Wenn ja, fehlen mir leider Gottes die physikalischen Grundkenntnisse um soetwas umzusetzen..^^ Da würde es weniger Zeit banspruchen eine Maschiene zu bauen, jeden mit einem Ultraschallemofänger ausstattet der per Kabel mit nem MC verbunden ist, der aas ganze weiterverarbeitet..^^"

[Manf]

Einige optische Entfernungsmesser arbeiten trigonometrisch, andere mit Laufzeit des Lichts. (Man müßte noch die Quellen und die Beschreibungen heraussuchen falls das auch interessant sein sollte.)
Verbreitet ist Triangulation mit Scharp Sensoren und mit Sick Scannern.

Optische Laufzeitmessung wird zur Einzelentfernungsmessung eingesetzt in Handgeräten für einige 100€. Auf der "OMP" vor 3 Jahren wurde auch ein LED 2D Entfernungsmesser mit Phasenlaufzeitmessung gezeigt. Es wurde dabei die Phase des modulierten Lichts gemessen. https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=1857

Zur Messung mit Interferometrie im Bereich über einigen Metern gibt es auch Experimente im Forschungsbereich.
Manfred