Erkennung von Objekten im Nahfeld

[Moppi]

Guten Morgen,

hat schon jemand irgendwann Objekterkennung im Nahfeld betrieben?

Ich habe drüber nachgedacht, wie man das machen könnte. Ich bin auf Abtasten gekommen, mit irgendeiner Art von Fühler. Dann habe ich hier im Forum was zum GP2Y0A41SK0F Distanzsensor gefunden. Aber nichts weiter darüber, wie genau der nun wirklich misst (0.1mm ... 2mm ?). Nachteil ist, näherliegende Objekte rundum abzutasten, dass das lange dauert. Evtl. könnte man deshalb auch mit mehreren Sensoren hantieren. Eine genaue Lösung habe ich noch nicht.

Habt Ihr Ideen dazu?


Freundlichen Gruß
Moppi

[Rabenauge]

Ich hab nen ähnlichen hier (die Variante, die bis 80cm messen kann)- die Dinger liefern ein analoges Signal.
Je nachdem, wie fein du das auflösen kannst, dürfte die Genauigkeit durchaus bis auf ca. 5-6mm runter zu bekommen sein.
Ich bin so auf ungefähr 10mm gekommen-genauer hab ich das nie probiert.
Der NiboBee konnte damit durch einen "Wald" aus aufgestellten Bleistiften fahren.

Wenn du von nem Roboter aus allerdings rausfinden willst, ob da nun ein Würfel oder ne Kugel liegt- hm....kannst du denn den Roboter überhaupt _so_ genau platzieren?
Ein supergenauer Sensor nutzt dir nämlich nichts, wenn du ihn nicht präzise positionieren kannst.
Dann gibt es noch weitere Tücken: das Ding arbeitet mit IR-Licht.
Manche Dinge reflektieren das überhaupt nicht (versuch mal Alpinaweiss-Wandfarbe) ich glaub, braune Wellpappe (die üblichen Kisten in denen die Schneckenpost alles Mögiche anschleppt) hatte auch gar nicht funktioniert).
Und natürlich hat er das Problem, was alle Sensoren, die mit Reflexion arbeiten, auch haben: sehr spitze Winkel funktionieren nicht (wenn auch besser als mit nem Ultraschall-Sensor z.B).

Hauptvorteile der Dinger, gegenüber Ultraschall sind halt, dass sie einen sehr kleinen Erfassungsbereich haben, wesentlich schneller sind, und unempfindlicher auf Störungen (Reflexion usw.).
Nachteil: er muss seinen Lichtpunkt auch erkennen.

[Moppi]

Wenn die nur ein analoges Signal liefern, hat sich das mit der Genauigkeit dann so weit schon geklärt. Mit den Störfaktoren dann auch.

Ich bin so auf ungefähr 10mm gekommen-genauer hab ich das nie probiert.

Das wäre mir evtl. zu wenig. Ich habe schon spekuliert, dass man ein Objekt auf ein paar Millimeter genau vermessen kann. Wobei es mir erst einmal nur um die Erkennung ginge. Weil Kamera ist mir zunächst zu rechenintensiv. Will nicht gleich mit Kanonen auf Spatzen schießen.

Wenn du von nem Roboter aus allerdings rausfinden willst, ob da nun ein Würfel oder ne Kugel liegt- hm....kannst du denn den Roboter überhaupt _so_ genau platzieren?

Mich würde dann vor allem zunächst interessieren, was für ein Objekt. Also es geht eher um die Objekterkennung. Kugeln, Zylinder, Quader, Absätze (auch unter 1cm Höhe), vielleicht auch die Höhen von Teppichkanten bestimmen zu können z.b.

Mit den Sharp-Sensoren habe ich noch keine Erfahrung. Wenn es dort auch Probleme bei der Abtastung bezüglich Farbe gibt, wäre es nicht gut. Allerdings hatte ich gelesen, dass trotz Farben die doch genaue Ergebnisse liefern?

Insgesamt macht mir das nicht so große Hoffnung, was Du schreibst, Rabenauge. Ich Suche nach was, was verlässlich ist und eine hohe Auflösung ermöglicht.


MfG

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Eventuell eine Lösung könnten Sensoren sein, die sich biegen lassen und dann ihren Widerstand ändern (oder so ähnlich, vlt. auch eine Spannung erzeugen). Aber die dürften keinen hohen mechanischen Widerstand haben, damit Objekte nicht verschoben werden.

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Auf verschiedenen Wegen bin ich nun schon auf das Tfmini-Lidar-Modul gestoßen. Mindestabstand 10cm, Auflösung 1mm. Ich muss mir so ein Teil mal zulegen.

MfG

[Gerdchen]

Mich würde dann vor allem zunächst interessieren, was für ein Objekt. Also es geht eher um die Objekterkennung. Kugeln, Zylinder, Quader, Absätze (auch unter 1cm Höhe), vielleicht auch die Höhen von Teppichkanten bestimmen zu können z.b.

MfG

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Eine präzise 3D-Abtastung ist schon anspruchsvoll.
Eine denkbare Möglichkeit wäre ein einfaches schwenkbares 2D-LIDAR.

Diese Abstandssensoren sehen für den Nahbereich auch brauchbar aus: https://www.amazon.de/VL53L0X-Flight.../dp/B06Y5V8GGJ

Eventuell eine Lösung könnten Sensoren sein, die sich biegen lassen und dann ihren Widerstand ändern (oder so ähnlich, vlt. auch eine Spannung erzeugen). Aber die dürften keinen hohen mechanischen Widerstand haben, damit Objekte nicht verschoben werden.

Das wäre dann aber nicht mehr berührungslos. Ich hab da Bedenken, ob das funktioniert, wenn der Robi da irgendwas befummeln muss.

[Rabenauge]

Abtasten (mechanisch)- hm..da fiel mir eben ein, dass manche 3D-Drucker das Bett tatsächlich mechanisch abtasten- mit nem Sensor namens BLTouch.
Hatte ich noch nicht in den Fingern, aber das Ding ist genau genug, um ein Druckbett zu leveln (also im Bereich 1/10mm), und irgendwo hatte ich sowas mal in Aktion gesehn (auf nem Video), der hatte nen Taststift, der bei geringster Berührung reingezogen wurde (magnetisch, vermutlich).
Da der rein mechanisch zu tasten scheint, müsste das eigentlich funktionieren.

Nachtrag: was ich nicht weiss, ist, ob der auch horizontal funktioniert. Kann auch sein, der arbeitet nur. wenn der Taststift vertikal steht.

[Moppi]

Ja das stimmt, die BLTouch sind für Untergrund gut. Habe ich ja auch dran. Der ist für vertikalen Einbau gedacht, die Messspitze fällt nach unten raus. Die hatte ich schon mal im Visier. Aber jetzt gar nicht. Funktioniert mit Magnetismus und einem HAL-Sensor. Ist sehr genau, ca. 0.005mm Abweichung habe ich gelesen. Der Widerstand den der Sensor zum Schalten benötigt, ist wirklich sehr gering. Das ist auf jeden Fall eine Option. Man muss nur mit der Messspitze den Gegenstand treffen. Horizontaler Einbau fragwürdig.

Funktioniert auch noch horizontal. Am besten Vertikal nach unten zeigend. Über Kopf nicht.

[jmoors]

Wie wäre es mit einer TOF-Kamera? Damit kannst Du ein 3D-Modell erstellen.

[Moppi]

Zur TOF habe ich noch keine Idee, wie das einsetzen sollte. Ansonsten habe ich 2 Kameras, 1 davon eine Pixy2. Damit werde ich mich später mal beschäftigen, um zu sehen, was da so geht und was nicht. Beim mechanischen Abtasten habe ich zumindest eine Vorstellung, wie das funktionieren könnte, welche Daten dabei anfallen und wie man die verwerten könnte. Kamerabilder auszuwerten ist dagegen um einiges aufwendiger. Die Kameramodule haben ja die CPUs dann schon an Board, die man zur Erkennung benötigt. Da kann man seine eigenen Programme drauf laden, um die Objekterkennung irgendwie zu bewerkstelligen. Dort fange ich dann bei Null an, bei TOF ebenfalls.

[Rabenauge]

Billiger als der BLTouch: Mikrotaster.
Die haben auch nicht viel mechanischen Widerstand- und den kann man noch verringern, indem man den Hebel verlängert.
Manche 3D-Drucker leveln damit auch- die fahren den mittels Servo aufs Bett bis es klick macht.
Und im Gegensatz zum BLTouch funktionieren die in jeder Lage.
Beim BLTouch steht auf der Hersteller-Webseite, dass er _nur_ senkrecht genau misst.

Das könnte man so bauen, dass ein Servo den rausschiebt, bis er auslöst. Aus der Servoposition lässt sich dann die Entfernung zum abgetasteten Punkt ermitteln.

[Moppi]

Der BLTouch ist wirklich mit Abstand im Moment das Beste, was man einsetzen kann, wenn es funktionell machbar ist. Wegen dem Auslösewiderstand. Taster können da nicht mithalten. Hebelverlängerung ja, aber ob man damit auf so geringen mechanischen Widerstand kommt? Ich habe da auch erst dran gedacht. Aber auch die Häufigkeit der Auslösung: wann ist so ein Schalter dann hinüber? Vorteil wäre aber, dass das Abtasten mit Schalter schneller vonstatten gehen könnte. Da müsste man mal verschiedene Hebellängen ausprobieren. Könnte man den BLTousch senkrecht nach oben betreiben, würde - Pi mal Daumen - schon ein Blatt von einem Baum ausreichen, dass auf die Messspitze herabsegelt, um den auszulösen. Welche Wiederholgenauigkeit hat ein Mikroschalter (Abweichung auch so 0.005mm?)? Man müsste das wirklich ausprobieren. Ich habe bloß jetzt keinen Mikroschalter. Die Abtastmechanik müsste auch sehr genau sein. Da könnte ein kleiner Schrittmotor funktionieren, dessen Umdrehungen dann übersetzt werden, um die Genauigkeit zu erreichen, die man evtl. benötigt.