Hallo Leute,
Ich suche einen Sensor mit dem ich Bewegungen erfassen kann, also so in etwa das, was eine optische Maus macht (2D). Jedoch ist der Abstand zum "Boden" viel größer (10-50cm), und die geforderte Genauigkeit dafür wesentlich kleiner (einige cm genügen schon). Wer hat Tips zu geeigneten Sensoren?
vg & Danke, Wolfgang
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Wolfgang Mahringer schrieb:
Wie wäre es mit einer Webcam?
Bildposition / -bewegung müsste man mit KKF bestimmen können.
Ansonsten: Welcher Einsatzzweck, wo willst du den Sensor anschließen? PC oder Microcontroller?
Gruß
Stefan DF9BI
Hi Stefan,
Stefan schrieb:
Mikrocontroller. Aufwendige Bildverarbeitung fällt da eher aus. Und es geht um Stückzahlen, kein Einzelprojekt.
vg, Wolfgang
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Anders formuliert: man kann die Umgebungsbedingungen schlecht kontrollieren, Hardware soll preiswert sein und von Entwicklungszeit/kosten will der Kunde nichts hören.
Wenn man die "optische Maus" adaptieren wollte müsste man prüfen ob der Boden überhaupt strukturiert genug ist. Es hat für automatische Transportfahrzeuge in (Industrie-)Hallen in den
80ern entsprechende Versuche gegeben. Damals zwecks Messung Geschwindigkeit und ( schlupfreie ) Wegmessung. War mal in der Franzis-"Elektronik" Artikel dazu, könnte ich suchen. Real sind dafür aber wohl Induktionssschleifen im Boden wohl immer noch üblich.Beschleunigungssensoren mit den üblichen Einschränkungen für INS scheiden aus ?
MfG JRD
Hi Rafael,
Rafael Deliano schrieb:
Ich seh schon, ich hab mich missverständlich ausgedrückt :-(
Och doch. Trocken (indoor), ebene Fläche, relativ kleine Geschwindigkeiten (5m/s max.)
Naja, es darf schon was kosten, so ists auch wieder nicht. Ich werd mir aber in das Teil keinen hochgenauen Optiksensor einbauen, der 100 Euro oder mehr im Einkauf kostet.
Ist er. Beleuchtung ist auch da.
Ui das wäre super!
Geht nicht, weil die Hallen ja schon "stehen". Es geht um eine Datenerfassung, die nur ab und zu an wechselnden Standorten zum Einsatz kommt. Sorry, mehr darf ich nicht sagen.
Haben wir ausprobiert (Linear- und Kompaßsensor). Funktioniert zwar im Prinzip schon, aber die Drift ist viel zu hoch, weil die Beschleunigungen sehr klein sind, und im Rauschen verschwinden. Nach 10 Minuten ist man meilenweit weg mit der Position.
vg, Wolfgang
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Na ja, Bildverarbeitung muss nicht aufwendig sein. Kommt auch ein wenig auf die Anzahl der auszuwertenden Pixel an.
Die Auflösung muss ja nicht 640x480 Pixel sein.
Mir erscheint nur eine billige CCD-Kamera als Sensor so ziemlich das billigste zu sein.
Wie man das dann realisiert hängt aber noch von der gewünschten Auflösung und den zu erwartenden Geschwindigkeiten ab.
Was soll den überwacht oder vermessen werden?
Gruß
Stefan DF9BI
Du hattest weiter oben geschrieben, Abstand des Sensors vom Boden 10cm bis 50cm.
Ist die Bewegungsrichtung bekannt?
Ich hab mal einen Sensor gesehen, bei dem wurde die Abwickelgeschwindigkeit von Teppichböden optisch gemessen. Das ganze funktionierte mit zwei optischen Sensoren und einer Kreuz-Korrelationsfunktion. Funktioniert in der einfachen Variante aber nur dann, wenn es sich um eine eindimensionale Bewegung handelt.
Etwas ähnliches hat früher mal ein Kollege von mir an der Uni gemacht. Der hat damals einen 6802 eingesetzt. Ein atmega oder ARM sollte das also auch könnnen.
Aber wie anderswo schon geschrieben: Billige CCD-Kameramodule gibts für
30,- ¤. Mit ein paar Tricks müsste man ein Bild mit geringerer Auflösung auch mit einem Microcontroller erzeugen können.Aber, Bei einem Betrachtungsabstand von 10cm ist der beobachtete Bereich vermutlich nur maximal 20cm breit. Bei 5m/sec braucht das Objekt 1/25 Sekunde von einer Kante zur anderen, ist also so nicht erkennbar, also entweder größerer Abstand, oder zwei Kameras.
Gruß
Stefan DF9BI
Nur auszugsweise:
MfG JRD
Noch mal etwas konkreter:
Beispiel: langsamer Microcontroller
CCD-Kamera erzeugt Videobild vom Untergrund. Videosignal geht auf einen Baustein, der die Synchronimpulse abtrennt und auf einen Tiefpass / Integrator.
Mit dem Zeilenimpuls wird der Integrator entladen, nach 50us wird das Signal auf ein S&H geschaltet und vom ADU abgetastet. Mit der nächsten Zeile passiert dasselbe.
Wenn der ADU mehr als 50us für die Wandlung benötigt, nimmt man einfach nur jede zweite Zeile.
Man bekommt dann von jeder Zeile den Mittelwert der Helligkeit
Das stelle ich als Funktion Intensität = F1(x) dar.
Jetzt nehme ich zwei aufeinanderfolgende Bilder und erhalte eine zweite Funktion F2(x)
Jetzt berechne ich die Kreuz-Korrelationsfunktion zwischen F1(x) und F2(x) und erhalte daraus die Bildverschiebung in x-Richtung.
Dasselbe muss ich dann noch für die Y-Richtung machen. Entweder durch eine geschickte Auswertung des einen Kamerabildes oder durch Einsatz einer zweiten um 90 Grad versetz angeordneten Kamera.
Wenn es nicht der integrierte ADU des Mikrocontroller machen muss, könnte man ja auch einen schnellen externen ADU einsetzen. Reduziert man das ganze auf 50x50 Pixel, müsste man das mit nem ATmega realisieren können. Wenn das nicht reicht, nimmt man einen Cortex-M3.
Gruß
Stefan DF9BI
Wolfgang Mahringer pisze:
Ich würde in dem Falle überlegen, ob ein Ultraschallsensor nicht sinnvoll wäre.
Die Entfernung ist ziemlich komfortabel, wenn der Boden auch nur geringfügig rau ist (was eigentlich nur bei den spiegelglatten Boden nicht der Fall wäre) kann man ziemlich leicht den Dopplereffekt nutzen. Die Schaltung wäre dann relativ einfach.
Der Preis des Geräts wird natürlich von der produzierten Menge abhängen. So viel ich weiß, hat man dieses Prinzip schon mit Erfolg eingesetzt. Einen konkreten Link habe ich jedoch nicht.
W. Bicz
Hallo Rafael,
Rafael Deliano schrieb:
Vielen Dank, ich hab mir die PDF geholt und werde diese studieren.
vg, Wolfgang
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Hallo Stefan,
Stefan schrieb:
Hört sich interessant an, das werde ich weiter verfolgen!
Vielen Dank, Wolfgang
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Damit könnte man natürlich den Abstand zum Boden messen, aber wie willst du die Querbewegungen bestimmen? Soweit ich den OP verstanden habe, geht es ihm genau darum und nicht um den Abstand vom Boden.
Gruß
Stefan DF9BI
Hallo Wolfgang,
alternativ könnte man folgendes machen:
Das Videobild besteht aus ca. 625 Zeilen. Für jede Zeile werden 64us benötigt.
Man läßt nun oben und unten einige Zeilen weg, z.B. ca. 225 Zeilen. Dann bleiben ca. 400 Zeilen.
Aus jeder Zeile nimmt man einen einzelnen Abtastwert. Dieser wird mit einer bestimmten Zeitverzögerung ab Zeilenrücklauf abgetastet.
Diese Verzögerung wird in jeder Zeile etwas größer, so dass man in der
Das wiederholt man für ca. 400 Zeilen und erhält damit 400 Bildpunkte. Man erhält dann ein leicht verschobenens Bild bestehend aus 20 x 20 Bildpunkten, die zwar nicht in einem rechtwinkligen Raster liegen, aber man kann sie trotzdem wie bereits beschrieben auswerten. Anschließend rechnet man dann auf karthesische Koordinaten um.
Der Vorteil ist, dass nur eine Kamera benötigt und trotzdem man bei dem Verfahren mit einem relativ langsamen ADU auskommt. Der Abstand zwischen zwei Abtastwerten beträgt jeweils 66us. Das müsste ein ATmega128 noch mit dem internen ADU schaffen.
Gruß
Stefan DF9BI
Hi Stefan,
Stefan Brröring schrieb:
So ist es. Der Abstand ist bekannt und (einigermaßen) konstant und muss somit nicht gemessen werden :-)
vg, Wolfgang
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W.Bicz: >>> kann man ziemlich leicht den Dopplereffekt nutzen.
Stefan Brröring:
Wolfgang Mahringer: > Der Abstand ist bekannt und (einigermaßen) konstant
Doppler wurde auch schon a la Mikrowellen-Bewegungsmelder experimentell verwendet um bei Automobilen schlupffrei die Geschwindigkeit zu bestimmen. Wenn die Bewegungsrichtung unbekannt ist wird allerdings ein einzelner solcher Sensor nicht reichen. Außerdem genau wie beim Beschleunigungssensor wohl Problem bei zuwenig Geschwindigkeit.
Ultraschall/Sonar wird Unterwasser in ROVs ( unbemannte UBoote ) die in lokal begrenzter Umgebung ( rund um z.B. Ölbohrplattform ) präzise navigieren müssen zusammen mit Bojen verwendet. Bojen senden periodisch, ROV hat Empfänger eingebaut. Hängt eben davon ab ob man die Umgebung passend bestücken kann.
MfG JRD
Stefan Brröring pisze:
Den Abstand kann man natürlich auch messen. Die Bewegungsmessung funktioniert aber anders: die Schallwelle wird schräg gegenüber dem Boden gesendet. Wenn die Oberfläche nicht perfekt glatt ist (was praktisch immer wahr ist) streut sie die Schallwelle und ein Teil der gesendeten Welle kann von dem gleichen Wandler empfangen werden. Diese Well verändert sich, wenn sich der Boden gegenüber dem Wandler bewegt. Man kann dabei nicht nur den Dopplereffekt nutzen, das muss aber immer funktionieren - andere Erscheinungen sind abhängig von der Oberfläche. Bei dieser Messung sendet man am besten Dauerwelle, obwohl das nicht nötig ist. Um alle Bewegungsrichtungen zu bestimmen sind natürlich zwei Ultraschallwandler nötig und zwei Auswerteschaltungen.
W. Bicz
Sowas - nur zur Anregung?
Grüße
- Michael Wieser
Hi Michael,
Michael Wieser schrieb:
Oh, das sieht auch gut aus! Danke für den Tip!
vg, Wolfgang
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