Lasertriangulation

[amieX]

Hallo an allen netten Forummember :D,

da ich nun mal gar nicht mehr weiter weiss und auch keien ahnung habe wo ich um rat zu fragen, mach ich es mal in diesem forum da desöfteren bereits über das thema geredet wurde.

Es geht um die Lasertriangulation udn zwar besitze ich einen laser sowie eine kamera und auch ein selbstgeschriebenes programm was mir den laserpunkt auf dem objekt findet... der versuchsaufbau ist mir auch ziemlich klar nur jedoch komm ich mit dem mathematischen teil nicht zurecht und evlt könnte mir jemand den schritt für schritt erklären...

also ich weiss das ich einen festen abstand vom laser zur kamera haben muss und auch der winkel der kamera ist dann bekannt. nur kann ich damit auch nix anfangen (hab auch zahlreiche uni pdf's zu dem thema durchgelesen sowie den wiki artikel jedoch ist mir das alles bisschen zu hoch)

also würd mic hsehr freuen wenn mir jemand dabei helfen könnte wenn auch nicht zu eurer roboter gemeinde gehöre :(

mfg amieX

[Gock]

Hi!
Hier würde Dir bestimmt jemand gerne helfen, aber aus Deinem Text geht nicht hervor, wo genau denn nu Dein Prolem liegt :-k
Es ist wichtig, dass Du mindestens eine konkrete Frage stellst zu etwas, was Du vorher erklärst. Wenn es etwas außergewöhnliches ist, dann hilft auch ein Link, oder ein Bild. Es ist unwahrscheinlich, hier auf jemanden zu treffen, der Dir aus dem Kopf dalle möglichen mathematischen Herleitungen bezüglich Lasertriangulation liefert.
Gruß

[amieX]

Hey,
also nochmal.... beim beigefügten Bild habt ihr eine Skizze von meinem Versuchsaufbau das Problem ist jetzt für mich die Strecke AC' zu berechnen ohne zu messen... (C' = objekt auf den der Laser trifft ). Bekannt ist ja nur die distanz vom Laser zur Kamera (AB) und die Winkel alpha und beta...Ahja und natürlich kann ich am PC die Verschiebung des Laser Punktes auf dem detektor berechnen in pixeln (kamera).

Am ende will ich einen Abstandsmesser haben der mit festen beta und AB und übere die bekannte verschiebung mir den wert für AC' hergibt.

Also meien Frage nochmal deutlich wie kann ich aus meinen Bekannten Werten auf AC' stossen ??

Mfg amieX

[Felix G]

Hmm,

also ich sehe da ein rechtwinkliges Dreieck von dem alle 3 Winkel und außerdem eine Seitenlänge bekannt sind.
Mit diesen Informationen kann man die Seitenlänge AC auf unterschiedlichste Weise berechnen.

zum Beispiel so:
(alpha wird nicht benötigt, da dieser Winkel prinzipbedingt immer 90° ist)
AC/AB = tan(beta) => AC = AB*tan(beta)

[amieX]

wenns so einfach wär :/ mir gehts um AC' <- und AC' muss irgendwie abhängig von den pixeln auf dem dedektor sein....

siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Lasertriangulation#Lasertriangulation <- bloss die formel checkt doch kein mensch....deswegen dachte ich mal ich frag hier wiel einige diese methode verwenden zum längenmessen bei ihren robotern

[Felix G]

AC' berechnest du ganz einfach mit AC' = AB * tan(beta')

Dein eigentliches Problem ist nicht die Berechnung von AC bzw. AC' sondern die Berechnung von beta (bzw. beta'). Denn diesen Winkel musst du aus der Position des Lichtpunkts auf dem Sensor errechnen.

[Bernhard667]

Hallo,

schau doch mal auf meine Homepage. Da ist es erklärt.

http://www.b-duschinger.homepage.t-online.de/

Bernhard

[amieX]

Hey Bernhard667 ,

hast du evlt ICQ oder MSN um dich zu kontaktieren ?

MfG

[Bernhard667]

Hallo,

ICQ und MSN hab ich nicht. Las uns ruhig hier diskutieren. Oder schick ne mail (Adresse auf meiner Homepage)

Bernhard

[amieX]

Was nun?

*
Objekt plazieren in Abstand d1
*
phi1 berechnen
*
Zählerwerte N1 ausgeben
*
diesen Schritt für mindestens noch einen weiteren Abstand, besser mehr dürchführen
*
Aus diesen Werten die Umrechungsformel bestimmen

Die Formel von N -> phi ist ganz trivial linear.


So, sagen wir mal ich habe einen Abstand d1 von 47,5 cm Meter und h sind 11,5 cm .... und per kamera find ich dann heraus das es 499 pixel auslenkung entspricht.... so beim abstand von 169,5 cm sind es 324 pixel...

und wie krieg ich daraus nun eine formel die mir dann d von alleine ausrechnet ???

MfG amieX

[Felix G]

Also wenn die Geometrie deines Systems vollständig bekannt ist (inkl. der Pixelgröße, und der Position und Orientierung des Sensors relativ zur Empfangsoptik), dann ist es auch möglich die zur Umrechnung zwischen den Pixeln auf dem Sensor und dem Winkel beta benötigte Formel zu mathematisch bestimmen.


Es geht aber natürlich auch experimentell, ähnlich wie auf Bernhards Seite beschrieben.

Nehmen wir als Grundlage mal das von dir gepostete Bild, dann platzierst du erstmal einen Gegenstand am unteren Ende des Messbereichs (was auf dem Bild als Arbeitsabstand bezeichnet wird), also so, daß der reflektierte Lichtpunkt ganz am Rand des Sensors landet. Dann bestimmst du den Winkel beta = atan(AC/AB).

Das gleiche machst du dann nochmal am oberen Ende des Messbereichs, und ggf. auch noch bei ein paar Zwischenwerten. Du bestimmst also zu bekannten Stellen auf dem Sensor die zugehörigen Winkel beta. Im Idealfall sollte der Winkel beta linear von der Position des Lichtpunkts auf dem Sensor abhängig sein, d.h. wenn du die Werte in ein Koordinatensystem einzeichnest (X-Achse: Position auf dem Chip, Y-Achse: beta) liegen sie alle zumindest näherungsweise auf einer Gerade. Natürlich wird es gewisse Abweichungen geben, da du den Abstand AC und damit auch den Winkel beta natürlich nicht 100%ig exakt bestimmen kannst, und weil die Optik sicherlich nicht verzerrungsfrei ist, aber es sollte dennoch eine Gerade erkennbar sein.

Und das ist auch schon die Lösung...
du musst nurnoch die Gleichung für diese Gerade bestimmen, und schon hast du alles was du brauchst.
(Position auf dem Sensor ===[Geradengleichung]===> beta ===[AB*tan]===> AC)

[amieX]

Hi,

erstmal ein dankeschön für eure hilfe, hab es hinbekommen scheint zwar nicht ganz linear zu sein mei nsystem :D aber werd nochmal den versuchsaufbau kontrollieren später.

MfG amieX

[Ticki123]

Hallo zusammen!

Bin neu hier, da ich grade erst auf dieses etwas ältere Thema gestoßen bin.. habe allerdings einen ähnlichen Versuchsaufbau!
Vllt könnt ihr mir ja bei meinem Problem weiterhelfen..

Ich verstehe nicht ganz wie ich den Winkel beta berechne.. Wenn ich ein zunächst ein Objekt mit Größe 20 mm hinstelle, rechne ich doch atan(20/AB) mit AB als den Abstand zwischen Kamera und Sensor oder? Und das selbe führe ich dann für ein größeres Objekt durch mit 40 mm Größe..
Daraus kann ich dann eine lineare Gleichung bestimmen, aber wie kriege ich daraus dann die Umrechnung von Pixel zu tatsächlicher Größe?

Hoffe ihr könnt mir so spät nach weiterhelfen..