Skaner laserowy - jak wydrębnić zarys lasera ?

Witam, próbuje zrobić skaner laserowy (fragment pracy magisterskiej) (laser liniowy oświetla przedmiot, a kamera umieszczona pod kątem odczytuje profil a następnie przeliczam to na wysokości poszczególnych pixeli ( program prawdopodobnie będzie napisany w większości w matlabie) ale narzazie mam problemy z wyodrębnieniem zarysu lasera z reszty zdjęcia.. Kolor lasera na zdjęciu jest bardzo mocno uzależniony od oświetlenia, najłatwiej było by pracować tylko przy jednakowym oświetleniu, ale chodzi mi o coś bardziej elastycznego. Bawiłem się przemysłowym mini skanerem sick'a i tam mimo zmiennego oświetlenia dosyć dobrze poradzili sobie z wyodrębnieniem zarysu lasera..

Na początku pomysł był żeby robić zdjęcia po ciemku i zamienić na b&w, ale efekty były mizerne same placki i niewyraźne krawędzie, potem robiłem zdjęcia przy silnym oświetleniu, krawędzie były już dużo lepsze, ale byłem w stanie wykryć laser tylko na powierzchni o jednolitym kolorze i czasem powstawały silne odblaski .. więc albo będę musiał iść na kompromis, albo szukać rozwiązania trochę w inna stronę ..

Szukam właśnie jakiegoś filtra do polaryzacji, może uda się wykorzystać to ze laser jest spolaryzowany..

A może ktoś z szanownych kolegów mógłby coś ciekawego podpowiedzieć ? W którą strone mam szukać ?

pozdrawiam

Reply to
Rock
Loading thread data ...

Rock pisze:

Odbicie w ogólności od przedmiotu zabije Ci polaryzację.

Laser na bliską (jeszcze widoczną) podczerwień 780nm i filtr (tzw. czarny) odcinający widzialne i zostawiający podczerwień na kamerze. Albo filtr interferencyjny na długości lasera. Wtedy nie interesujesz się oświetleniem zastanym.

Reply to
Filip Ozimek

Hm, laser jest monochromatyczny zapewne, zmienic kolory moze tylko odbicie innego oswietlenia, wiec powinienes dac mocny laser i dobre zaciemnienie ..

Hm, a skad te problemy ? Plamka lasera za bardzo rozmyta ?

Odbicie od matowej powierzchni nie jest juz spolaryzowane.

Mozesz dac jakis filtr kolorowy, mozesz swiecic impulsami i porownywac dwa zdjecia z wlaczonym laserem i bez ..

J.

Reply to
J.F.

Rock schrieb:

a którym scannerem Sicka się bawiłeś? Tak z ciekawości, bo niektóre znam osobiście i z wnętrzności. Jak jest to ten, który myślę, to będziesz miał kłopoty. W tym, co go znam, detekcja lasera odbywa się bezpośrednio na sensorze. A co robić? Tak na skróty: po pierwsze: olej kolory, bo bez sensu. Po drugie światło lasera musi być silniejsze od oświetlenia. Detekcja światła lasera jest wtedy prosta: wszystko co jest jaśniejsze od pewnej wartości to laser. Potem zaczynają się rzeczy, które ze względu na NDA nie mogę opisać. Jak możesz, to skombinuj sobie pracę doktorską Matthiasa Johanessona obronioną na uniwersytecie Linkoeping (po angielsku) chyba ok 1990 roku. On pisał algorytmy do tych skannerów ;-). Nawiasem mówiąc mam te algorytmy w Matlabie, ale z dwóch względów ci ich nie mogę dać: NDA i to ma być twoja praca.

Waldek

Reply to
Waldemar Krzok

Rock pisze:

Późno w nocy i na laserach się nie znam, ale może detekcja synchroniczna dałaby radę? (jeżeli możliwa jest taka modulacja lasera)

Pozdrawiam

Reply to
KeiCi

A mozesz cos więcej napisac na czym to polega ?

Reply to
Rock

Jak wspomniałem ma to być fragment mojej pracy, nie chche samodzilnie opracowac super skanera, tylko pokazac możliwe rozwiązania, i techniki jakie sie stosuje w bardziej profesjonalnych rozwiązaniach, a moze przy okazji może stworzyc swoje prymitywne rozwiązanie ...

Mogłbyś mi troszkę podpowiedzieć gdzie tej pracy mogłbym szukac ?

Reply to
Rock

Użytkownik Rock napisał:

W uproszczeniu to tak, że laser nie świeci światłem ciągłym tylko "mruga" z określoną częstotliwością. Analizując obraz patrzysz tylko na to co mruga zgodnie z tą częstotliwością. Tak sobie myślałem, że można by było zsynchronizować modulacje lasera z kamerą w ten sposób, że laser świeci co drugą ramkę obrazu z kamery. Wtedy do analizy porównywałbyś pixele z dwóch sąsiednich klatek.

Pozdrawiam Grzegorz

Reply to
Grzegorz Kurczyk

Rock schrieb:

formatting link
a w twoim przypadku jeszcze raz: tylko b&w, też najlepiej takowa kamera. Kolor gra co prawda rolę, ale mniejszą niż myślisz. Światło lasera nie może penetrować materiału obiektu mierzonego. Dlatego np. do pomiaru obiętości mięsa niekorzystny jest laser czerwony lub podczerwony, zielony jest lepszy. Możliwy algorytm to:

1: detekcja progowa (co powyżej poziomu to laser) 2: rekonstrukcja linii, także jej grubości, w przestrzeni odwzorowania 3: środek linii jest twoją izohypsą. Środek możesz różnymi algorytmami szukać. Albo prostą średnią na obrazie progowym (0/1), albo na wartościach jasności linii lasera (np. Gauss)

Waldek

Reply to
Waldemar

A może zmienić kamerę?? Bo z tego, co pisałeś, to mam wrażenie, że Twoja jest kiepskiej jakości...

Pozdrawiam Konop

Reply to
Konop

kamer używałem różnych, lepszych i gorszych, teraz najwygodniej mi robić zdjęcia aparatem 8 megapikseli, zdjęcie są OK...

Bardzo dziękuje za pomoc, prawdopodobnie najlepsze rezultaty uzyskam robiąc

2 zdjęcia, jedno bez lasera drugie z ..

Czy możecie mi podpowiedzieć jakie jeszcze techniki można użyć do detekcji tego lasera, podrzucić jakieś hasła związane z tą tematyką?

i jeszcze .. Z tego co rozumiem to laser "punktowy" zmienia się w liniowy za sprawa zjawiska dyfrakcji ... rozkład jest prawdopodobnie przybliżony do gausa ( to jeszcze zbadam) mam taki pomysł żeby zastosować przysłony tak żeby uzyskać większy kontrast na krawędziach .. czy to ma jakiś sens ? laser ten miałby wykrywać bardzo małe (pojedyncze milimetry, a może nawet ułamki milimetra) nierówności powierzchni, dlatego podejrzewam ze muszę uzyskać linijkę lasera mniejsza niż rozdzielczość jaką chce uzyskać ...

pozdrawiam

Reply to
Rock

Rock schrieb:

nieca?kiem. Do linii laserowych uz.ywa sie; na ogó? soczewki cylindryczne. Szerokos'c' takowej linii jest rze;du 20um dla standardowych linii, do 5um dla precyzyjnych (i drogich). My uz.ywamy normalnych. Osia;gana rozdzielczos'c' to ok. 5-10um, w zalez.nos'ci od powierzchni i obiektywu. W kaz.dym razie moz.na dos'c' dobrze sprawdzic' p?ytke; z BGA. Kamera, która; uz.ywamy ma 1536x512 square pixel. Teraz be;dzie troche; maggi:

  1. Jak juz. pisa?em, jasnos'c' linii lasera musi byc' powyz.ej t?a. Moz.na to uzyskac' za pomoca; mocy (may the power be with you), a takz.e filtrów. Jak juz. tu ktos' napisa?, do laserów moz.na dokupic' odpowiedni filtr optyczny pasmowo-przepustowy o szerokos'ci pasma kilkanas'cie-kilkadziesia;t nm i polepsza to sprawe; niesamowicie. Takz.e dobór koloru lasera (czerwony, NIR, zielony) jest waz.ny. W niektórych przypadkach dobrym jest zastosowanie nowego rodzaju linii laserowych zrobionych na LEDach. S'wiat?o kohezyjne jest niestety nienajlepsze do pomiarów, masz duz.e róz.nice jasnos'ci wzd?uz. linii, tym wie;ksze, im cien'sza; linie; zrobisz. Nawiasem mówia;c dla coponiektórych powierzchni nie laser tylko s'wiat?o bia?e okaza?o sie; najlepszym rozwia;zaniem.
  2. druga kostka maggi. Pracujesz na sygnale cyfrowym czarno-bia?ym. Jak juz. pisa?em, kolor tylko utrudnia/uniemoz.liwia sprawe;. Normalna kamera cyfrowa jest conieco do dupy, bo ma?o czu?a na czerwien' a jeszcze duz.o mniej na podczerwien'. Dajesz progi, 1..2..3 sztuki, moz.esz spróbowac'. S'wiat?o w poprzek linii (dlatego moz.e byc' troche; gruba, ale bez przesady) ma rozk?ad mniej wie;cej gaussowski, wie;c moz.na nawet ten dopasowac'. Analizujesz obraz ida;c w poprzeg obrazu linii lasera, czyli na ogó? po kolumnach lub po wierszach. Np. ida;c po kolumnie 17 masz np. pierwszy próg (powiedzmy 50% saturacji) w wierszu 50, drugi w 100. S'rodek linii oczekujemy w wierszu 75. Drugi próg (np. 60%) jest np. 60,
  3. Tu tez. by by? s'rodek linii w wierszu 75. Na ogó? be;dziesz mia? np.
62/92 i wyjdzie 77 wiersz. Bierzesz wtedy s'rednia;. Robia;c curve fitting gaussem moz.esz osia;gna;c' rozdzielczos'c' rze;du 5 bitów mie;dzy wierszami (zak?adaja;c 8 bitów skali jasnos'ci). I to nie jest wartos'c' z powietrza, tyle udaje sie; osia;gna;c' systemem SICKa, pod warunkiem przyzwoitej powierzchni mierzonej. Tak dla zainteresowanych, to te systemy osia;gaja; pre;dkos'ci skanowania do 30k pomiarów na sekunde;. Jeden pomiar to wspó?rze;dne ca?ej linii (1536 pix).

Ca?a butelka maggi: najwaz.niejsze jest to, by laser by? jas'niejszy niz. cokolwiek innego. I nie pisz, z.e sie; nie da. Tym systemem da sie; mierzyc' strukture; nawierzchni drogi, tez. w dzien'. Konkretniej przy szerokos'ci pasma 3m i pre;dkos'ci pojazdu 60km/h z dok?adnos'cia; do 1cm w kaz.dym kierunku (2 kamery).

Waldek

Reply to
Waldemar Krzok

Rock pisze:

(...) Wiem że ktoś na AGH robił taką pracę, chyba w katedrze automatyki.

Reply to
Maksymilian Dutka

Rock schrieb:

jak u ciebie z angielskim? Mogę poszukać paru publikacji na ten temat. Poszukaj też w sieci pod sheet-of-light imaging.

Waldek

Reply to
Waldemar Krzok

Witam, bylbym bardzo wdzięczny za linki, z angielskim dam rade :-) ktos wyspy muiał budowac w wakacje :-) ps mozna prosic o jakąs podpowiedz gdzie szukac pracy doktorskiej Matthiasa Johanessona.

Reply to
Rock

Grzegorz Kurczyk pisze:

Porównywać to po prostu cyfrowo odejmować od pikseli ramki doświetlonej laserem piksele tła czyli ramki oświetlonej naturalnie. Tez mi coś chodziło po głowie z detekcją homodynową ale Twój pomysł wydaje się tu idealny.

Reply to
Mario

niecalkiem. Do linii laserowych uzywa sie na ogól soczewki cylindryczne. Szerokosc takowej linii jest rzedu 20um dla standardowych linii, do 5um dla precyzyjnych (i drogich).

------- mam rozumiec ze linijka lasera ma szerokosc 5-20um ?? z moich pomiarów wyszlo mi ok. 0.25 mm

My uzywamy normalnych. Osiagana rozdzielczosc to ok. 5-10um, w zaleznosci od powierzchni i obiektywu. W kazdym razie mozna dosc dobrze sprawdzic plytke z BGA. Kamera, która uzywamy ma 1536x512 square pixel.

----- podpowiesz kto robi takie kamerki ? dosyc nietypowa rozdzielczosc

Teraz bedzie troche maggi:

  1. Jak juz pisalem, jasnosc linii lasera musi byc powyzej tla. Mozna to uzyskac za pomoca mocy (may the power be with you), a takze filtrów.

------- mi sie najbardziej podoba patent z porównywaniem zdiecia z i bez lasera

Jak juz tu ktos napisal, do laserów mozna dokupic odpowiedni filtr optyczny pasmowo-przepustowy o szerokosci pasma kilkanascie-kilkadziesiat nm i polepsza to sprawe niesamowicie. Takze dobór koloru lasera (czerwony, NIR, zielony) jest wazny. W niektórych przypadkach dobrym jest zastosowanie nowego rodzaju linii laserowych zrobionych na LEDach. Swiatlo kohezyjne jest niestety nienajlepsze do pomiarów, masz duze róznice jasnosci wzdluz linii, tym wieksze, im ciensza linie zrobisz Nawiasem mówiac dla coponiektórych powierzchni nie laser tylko swiatlo biale okazalo sie najlepszym rozwiazaniem.

---- np. ? zauwazylem ze np. na czarnym kleju do pistoletu na goracy klej laser prawie w calosci zostal "pochlonie" prawie byl niedostrzegalny, mimo ze laser byl kilka cm od rurki kleju

  1. druga kostka maggi. Pracujesz na sygnale cyfrowym czarno-bialym. Jak juz pisalem, kolor tylko utrudnia/uniemozliwia sprawe.

----- koloru chcialem uzywac do momentu wyodrebnienia zarysu lasera z fotki

Normalna kamera cyfrowa jest conieco do dupy, bo malo czula na czerwien a jeszcze duzo mniej na podczerwien. Dajesz progi, 1..2..3 sztuki, mozesz spróbowac. Swiatlo w poprzek linii (dlatego moze byc troche gruba, ale bez przesady) ma rozklad mniej wiecej gaussowski, wiec mozna nawet ten dopasowac. Analizujesz obraz idac w poprzeg obrazu linii lasera, czyli na ogól po kolumnach lub po wierszach. Np. idac po kolumnie 17 masz np. pierwszy próg (powiedzmy 50% saturacji) w wierszu 50, drugi w 100. Srodek linii oczekujemy w wierszu 75. Drugi próg (np. 60%) jest np. 60,

  1. Tu tez by byl srodek linii w wierszu 75. Na ogól bedziesz mial np.
62/92 i wyjdzie 77 wiersz Bierzesz wtedy srednia. Robiac curve fitting gaussem mozesz osiagnac rozdzielczosc rzedu 5 bitów miedzy wierszami (zakladajac 8 bitów skali jasnosci). I to nie jest wartosc z powietrza, tyle udaje sie osiagnac systemem SICKa, pod warunkiem przyzwoitej powierzchni mierzonej.

---- a mozesz w kilku zdaniach powiedziec jaka powinna byc powierzchnia mierzona ? bo takowa mam przygotowac w pozostalym fragmencie pracy, wiem ze na pewno nie moze odbijac swiatla, (matowa), i zdaje sie ze raczej ciemna niz jasna, sa moze jakies preparaty do przygotowani powierzchni ?? na targach w poznaniu chyba cos takiego znalazlem, ale pan na stoisku nie mówil po polsku, slabo po angielsku i byl bardzo zajety, napisal mi tylko haslo entwicker, ale w jego firmie nie potrafili mi powiedziec co to za spray byl i kim byl owy pan.

Tak dla zainteresowanych, to te systemy osiagaja predkosci skanowania do 30k pomiarów na sekunde. Jeden pomiar to wspólrzedne calej linii (1536 pix).

----- mi wystarczy klatka na kilka sekund :-)

[.]

Ja mialem taki pomysl, ale troszke sie zaplatalem ..

Mam BMP w kolorze -> wyodrebniam zarys lasera -> zamieniam na odcienie szarosci i teraz ..

Jesli jeden piksel ma wartosc 50 a ten obok niego (i kilka dalej) 100 czyli wiadomo ze krawedz bedzie pomiedzy tymi pikselami, ale nie wiem co zrobic jesli kilka pieli po kolei bedzie szare .. czyli np. wartosc 20, 40, 60 i dopiero 100 . gdzie wtedy jest krawedz ? Co sadzisz o pomysle zastosowania przyslon mechanicznych tak zeby laser mial rozklad bardziej jednolity a krawedzie byly bardziej widoczne..

Czy slyszal ktos o rozwiazaniu z dwoma kamerami ? przed i za laserem (który jest skierowany prostopadle do powierzchni) mozna by wtedy bardziej strome powierzchnie mierzyc .( tak mi sie przynajmniej wydaje)

Reply to
Rock

Rock schrieb:

tu jest abstract:

formatting link
łą pracę możesz chyba od nich kupić, ale kosztuje bodajże 300SEK, czyli coś ponad 100zł. To chyba nie warto.

bardziej detalicznie na temat sheet-of-light imaging przerabiał w pracy licencjackiej, ale tej nie ma w bibliotece, ja też jej nie mam. Na prywatny adres podeślę ci zaraz parę pdf-ów ze zgrubnym opisem algorytmów używanych przez SICK-IVP na ich kamerze. To są oficjalne publikacje, więc mogę ci je dać.

Waldek

Reply to
Waldemar Krzok

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.