Optische Maus: geänderte Fokus-Distanz

[dollreiner]

hallo liebe profis,

ich würde gerne mit dem maussensor als erweiterung zur inertialsensorik eine 4copters spielen.
ne kamera und bildverarbeitung (wie die maus, die was ähnliches wie 2-dimensionale autokorrelation machen muß) auf einem 8-bit prozessor kann man völlig vergessen. also was fertiges...

aber : ich bin optisch eine null. könnte einer der profis von hier das mal für anfänger erklären, wie man den sichtabstand des maussensors (ist das die brennweite ??) so erhöht, daß z.b. 1-5 meter oder so möglich sind ?

[Manf]

Hallo Manf,
ich habe auch schon einmal so eine optische Maus mit einer anderen Linse versehen, aber meine Ergebnisse waren nicht so gut wie deine. Was mich interessieren würde, ist, was für Messefehler sich ergeben, wenn du die Entfernung zum Objekt, das du vor der Linse bewegst, veränderst. Müssen dass immer diese 20cm sein oder gehen da auch noch 15?

Gruß
Johannes

Der Unterschied von 20 auf 15 ging bei mir im ersten Versuch nicht. Nachem ich die Linse eingestellt habe hat das System auf eine bewegte Kontur in einem Entfernungsbereich von höchstens einem cm gut reagiert.
Mit Optik wird man wohl auch noch was machen können zur Vergößerung der Schärfen-Tiefe.
Im übernächsten Schritt?
Manfred

[Johannes]

Ja, die Frage ist aber auch, in wie fern man Tiefenschärfe braucht. Wenn man die Bewegung eines Roboters über dem Fußboden misst, dann ist die Entfernung ja eigentlich konstant. Und bei Schwellen ist das ganze sowieso viel zu ungenau, da macht es wahrscheinlich auch nichts, wenn das Bild nicht mehr ganz scharf ist.

Gruß
Johannes

[Manf]

...
Bei unseren Messungen lag der Fehler im mm/m Bereich (mm pro verfahrenem Meter) für planparallele Oberflächen. Für "wellige" Oberflächen (Abstand schwankte um ca. +-0,5mm) wurden daraus schnell mehrere cm/m Fehler.
Wir haben dann versucht dieses Manko durch eine parallele Strahlführung sowohl von Beleuchtung als auch von der Reflektion zu beseitigen, hatten damit aber nur mäßigen Erfolg.

Wolfgang

Tolle Kommentare, vielen Dank.
In dem Zusammenhang wollte ich auch der Fragestellung nachgehen wie groß eigentlich die Genauigkeit sein kann. In jeder Richtung hat der Sensor ja nur 16? Pixel mit einigen Graustufen. Er kann die Position ja nur mit begrenzter Genauigkeit erfassen und macht bei der Weiterführung einen Übergabefehler (der im Stillstand sicher annähernd null ist aber) der bei Schwingungen durch seine häufige Anwendung doch recht groß werden könnte.
Wie läßt sich dieser Fehler quantifizieren, abschätzen?
Manfred

[Johannes]

hm, da musst du im Datenblatt mal schauen, wie oft in der Sekunde eine Messung stattfindet. Ich weiß die Zahl nicht mehr im Kopf aber die Zahl ist soweit ich mich erinnere dreistellig.

[Wolferl]

Die Genauigkeit lässt sich durch eine kleinere relevante Fläche erhöhen, zu Lasten der maximalen Geschwindigkeit. <- in der Theorie.
Bei uns ergaben sich Probleme mit der Beleuchtung lang vorher, zumal wir anfangs nur die Quad - Ausgänge verwendet hatten und so keinen Schimmer hatten bzgl. der Beleuchtung hatten (unsere Leds zur Beleuchtung waren vom ADNS entkoppelt)

Wolfgang

[Johannes]

Also wird die Sache gerade durch die neue Linse ungenauer? Oder was meinst du mit "relevante Fläche"?

[Manf]

Die Genauigkeit lässt sich durch eine kleinere relevante Fläche erhöhen, zu Lasten der maximalen Geschwindigkeit. <- in der Theorie.
Bei uns ergaben sich Probleme mit der Beleuchtung lang vorher, zumal wir anfangs nur die Quad - Ausgänge verwendet hatten und so keinen Schimmer hatten bzgl. der Beleuchtung hatten (unsere Leds zur Beleuchtung waren vom ADNS entkoppelt)

Wolfgang

Je länger die Korrelationsfunktion ist und je höher die Amplituden Auflösung, desto höher sollte die Positions-Auflösung sein...
Ich muß erst mal nachsehen, ist die Beleuchtung moduliert?
Manfred

[Wolferl]

Ich hab Manfred so verstanden, dass er unter relevanter Fläche die Fläche versteht, die der Sensor "fotografiert".
Diese Fläche lässt sich mit Hilfe von Linsen stark verkleinern bzw. für den Sensor vergrössern. Dadurch wird der Fehler Digitalisierungsfehler kleiner.
Da sich für einen positiven Bildvergleich altes und neues Bild noch zu einem gewissen Maß überlappen müssen verringert sich die maximal mögliche Verfahrgeschwindigkeit.
Jedoch wie oben erwähnt, vorher hat man das problem mit der ausreichenden Beleuchtung der Fläche.

[Manf]

Die Linse bildet die Unterlage auf den Chip ab. Mit einem Abbildungsmaßstab von 1:1 erhält man wohl 400-800dpi.
Möchte man beispielsweise den 20 fachen Abstand, dann erhält man nur noch ungefähr 20-40 dpi.
Das wären also Schritte von ca. 1mm auf ca. 5cm Entfernung.
Manfred