Entfernungsmessung- welcher Sensor?

[Kerstin]

Hallo,

ich bin gerade ein bisserl am recherchieren, um meine totale Unwissenheit abzubauen und hoffe auf eure Erfahrungen (obwohl es nicht um einen Roboter geht ).

Im Rahmen einer Projektarbeit tut sich u.a. die Frage auf, wie sich Entfernungen im Bereich von ca. 5 bis 10 cm am besten bestimmen lassen. Die Meßgenauigkeit müßte mindestens im Bereich +/- 1 mm liegen. Erschwerend kommt hinzu, daß der Platz für einen potentiellen Sensor sehr beschränkt ist, weil vom Rachenraum aus die Entfernung zu den Stimmlippen bestimmt werden soll (es geht um ein endoskopisches Diagnosegerät; die Entfernungsmessung ist aber nur eine "Hilfsfunktion"...). Das Teil, um mal einen konkreten Wert anzugeben, dürfte im montierten Zustand nicht breiter sein als ca. 1,5 bis 2 cm und muß an ein Endoskop gebaut werden.

Könnte man das über eine Laufzeitmessung per Ultraschall lösen? Oder gibt es bei den engen Platzverhältnissen zu starke Störsignale durch Echos? Ist die Schwingung der Stimmlippen ein Problem bei der Messung? Gibt es überhaupt so kleine Sensoren und ist die Genauigkeit bei der relativ geringen Entfernung ausreichend?

Prinzipiell dürfte o.g. Abstand ja für Triangulation ausreichen. Optische Triangulation, also beispielsweise durch Projektion eines Laserpunktes auf die Stimmlippen, scheitert an mangelnder Pratikabilität. So ein Punkt läßt sich, auch wegen ständiger muskulärer Bewegung, sehr schwer positionieren, wird von Kehldeckel abgeschattet oder tritt zwischen den Stimmlippen hindurch, oder... Die Projektion eines Rasters wäre möglich, aber läßt sich dadurch die Entfernung errechnen?

Wie arbeiten triangulationsbasierte Sensoren überhaupt, ich meine in Bezug auf die Signalverarbeitung? Die Autofokus-Funktion bei Kameras funktioniert ja durch Ver-/Abgleich von 2 Teilbildern über ein CCD durch Winkelvariation des Empfängerspiegels. Das ist ja ziemlich träge. Wird bei einem Laser-Triangulationssensor einfach von der Position des reflektierten Punktes auf einem CCD auf die Entfernung geschlossen? Und in welcher Form bekommt man den Meßwert raus? Als Spannungswert, oder wie? Hhhm, extremste Newbie-Fragen...

Ähh ja, alles noch ziemlich wirr... vielleicht hat trotzdem jemand eine Anregung oder irgendwelche Anmerkungen oder evtl. auch nen hilfreichen link

LG,
Kerstin

[Manf]

https://www.roboternetz.de/phpBB2/dl...file&file_id=7

Das Datenblatt sollte man sich ganz bestimmt einmal ansehen. Es sit ein Triangulationssensor mit Analogausgang. Ein PSD Chip ist das zentrale Teil.
Für den Rachenraum ist er vielleicht etwas groß, aber er ist ein komplettes Messsystem.
Manfred

[Florian]

Naja, der GP2D12 ist schon geeignet, man müsste nur die Befestigungsösen abmachen und das Gehäuse irgendwie Wasserdicht machen, aber leider ist er dann noch immer 3 cm breit! :o(

Wie wäre es ansonsten mit nem kleinen Reflexkoppler, z.B. CNY70 mit Zusatz-IR-LED's, um die Reichweite größer zu machen?

[Kerstin]

Naja, der GP2D12 ist schon geeignet, man müsste nur die Befestigungsösen abmachen und das Gehäuse irgendwie Wasserdicht machen, aber leider ist er dann noch immer 3 cm breit! (

Ja, leider ist er wirklich zu groß (er ist ja dann auch noch 2 cm hoch).

Wie wäre es ansonsten mit nem kleinen Reflexkoppler, z.B. CNY70 mit Zusatz-IR-LED's, um die Reichweite größer zu machen?

Und wie kann man mit einem Reflexkoppler die Entfernung bestimmen ?

[Florian]

Naja, man könnte entweder einen kurzen Impuls lossenden und dann die Laufzeit messen, allerdings bräuchte man einen sehr schnellen Controller! :o(
Man könnte aber auch die Lichtintensität messen, also die Ausgangsspannung des Fototransistors.
Man bräuchte allerdings auf jeden Fall noch zusätzliche IR-Sendedioden!

[Kerstin]

Naja, man könnte entweder einen kurzen Impuls lossenden und dann die Laufzeit messen, allerdings bräuchte man einen sehr schnellen Controller! (

Das geht auf die kurzen Entfernungen sicher nur interferometrisch

Man könnte aber auch die Lichtintensität messen, also die Ausgangsspannung des Fototransistors.
Man bräuchte allerdings auf jeden Fall noch zusätzliche IR-Sendedioden!

Äh, versteh ich nicht ganz. So ein Reflexkoppler besteht doch nur aus Diode als Sender und Transistor als Empfänger und dient doch ursprünglich zur Detektion von Farb- oder Helligkeitsunterschieden. Mit steigender Entfernung sinkt zwar auch die detektierte Intensität, aber der Zusammenhang wird wohl kaum für eine einigermaßen genaue Abstandsmessung ausreichen? Was können denn zusätzliche Dioden bewirken?

[Florian]

Was heißt interferometrisch?

Naja, die kleine IR-LED im Reflexkoppler ist nicht wirklich hell/stark, also bräuchte man stärkere IR-Licht-Quellen, um eine größere Reichweite zu erhalten!

Wie genau arbeitet eigentlich der IS471F?
Gibt es nicht irgendeinen Sensor, wie den GP2D12 nur kleiner, vielleicht mit kleinerem Messbereich?

[Kerstin]

Was heißt interferometrisch?

Naja, die Lichtgeschwindigkeit ist ja extremst hoch (ca. 300000 km/s) und wenn man die Laufzeit des Lichts für z.B. 10 cm messen will (dazu braucht es nur ein Millionstel einer millionstel Sekunde), müßte ein Sensor extremst kurze Zeiten messen- meines Wissens unmöglich für elektronische Bauteile. Ein Interferometer (z.B. so eins) basiert auf Interferenzeffekten, damit werden kleinste Wegdifferenzen sichbar...

Naja, die kleine IR-LED im Reflexkoppler ist nicht wirklich hell/stark, also bräuchte man stärkere IR-Licht-Quellen, um eine größere Reichweite zu erhalten!

Ach so, klar!

[Florian]

Achso, klar!

Gibt es nicht irgendwas in der Art eines GP2D12, auch mit der Winkelmessung?

[tristate]

ich glaub das was du da willst ist in dieser grössenordnung und präzision für normalsterbliche unbezahlbar aber wenn das sowieso ein endoskop werden soll dann könntest du doch eine art skala mit in die optik bauen (als beispiel gibt es ja skalen(winkel abstände etc) für lupen(funktioniert leider nur für eine bestimmte länge) oder eine art messschieber der dann bis zu den stimmlippen(was sind denn stimmlippen?-stimmbänder??) ausgeschoben werden kann... aber wenn du etwas findest um auf 10cm +/-1mm genau zu messen und das auch noch berührungslos und bezahlbar dann würd mich das auch sehr interessieren