Laser als Sensor ?

[recycle]

Frage: Wie stellen Kameras ihren Autofokus ein? Kameras wissen doch immer, wie weit ein Objekt entfernt ist, und stellen die Linse danach perfekt ein.

Ich glaube auch um die Entfernung "perfekt" einzustellen muss die Entfernungsmessung gar nicht so besonders genau sein.

Wie genau die Entfernungsmessung sein muss, dürfte von der gewählten Blende abhängen.
Soweit ich weiss bedeutet die grösste Blende die geringste Tiefenschärfe, d.h. hier müste die genaueste Entfernungsmessung erfolgen.
Aber selbst bei einer grossen Blende sollte nicht nur die Nasenspitze des Motivs sondern auch noch Dinge in einem gewissen Bereich davor und dahinter scharf dargestellt werden.
D.h so schrecklich genau muss die Kamera hier die Entfernung nicht messen.

Bei grösseren Entfernungen ist es dann sowieso egal, da beginnt der Bereich den man bei manuellen Kameras als "unendlich" einstellt, d.h. da wird gar nicht mehr gemessen.


Die guten alten Ritsch-Ratsch-Klick Kameras hatten früher weder Autofocus noch eine manuelle Einstellmöglichkeiten und haben mit ihrem "Fixed Focus" Objektiven ausser im Nahbereich auch so scharfe Fotos hinbekommen.

In welchem Bereich so ein Autofocus misst und einstellt, kann man bestimmt in Datenlättern und Beschreibungen zu besseren Kameras finden.

[LinuxFan]

Jo, es ging mir ja auch net um eine Kamera Ich werde mal über das Thema Entfernugnsmessung schlafen Danke!

Kann man nicht auf einen Laser einen Sinus aufmodulieren und die Frequenz dessen so lange erhöhen, bis die empfangene Frequenz der Reflektion genau die umgekehrte Phasenlage hat wie das abgesendete Signal. Dann sollten sie sich doch, wenn man sie mit gleichem Pegel (durch AGC) additiv mischt, eigentlich auslöschen und der Betrag des Signals auf null zurückgehen, was sich auswerten lassen müsste. Für kurze Entfernungen (10cm) würde dies denke ich auch noch gehen, wenn man die Frequenz bis auf ca. 1,5 GHz laufen lässt(Wellenlänge dann ca 20cm). Die Laserdioden können das heut zu tage, sonst wären ja keine Gigabit-Laser-Links möglich.

[Manf]

Es gibt hier eine Realisierung die in diese Richtung geht.
Mit LEDs das ganze Feld mit 20MHz moduliert beleuchten und dann sogar ein Abstandsbild des gesamten Feldes aus der Phasenlage der einzelnen Bildpunkte berechnen.
Manfred

https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=1857

Bild hier  

[LinuxFan]

WoW, ich hab mir das mal durchgelesen: Einzigartig! In den Beiträgen gibt es weiter u nten auch ein Modul für die USB-Schnittstelle.
Gibt es das schon irgendwo zu bestellen?
Ihr wisst nicht zufällig, wie man das ganze dann auswertet? Doch, ich hätte ne Idee: Ich glaube "pink" ist ja die Farbe dafür, das ein Objekt ganz nah ist. Im Prinzip kann man ja ein Programm schreiben, dass wenn es die Farbe pink "sieht", den Roboter anhält (das wäre dann die einfachste Variante). Eine andere, etwas komplexere Variante: Prüfen, ob sich ein Objekt auf den Robo zubewegt. Wenn "blau" jetzt eine mittlere Entfernung z.B. darstellt: Das Programm könnte sich erstmal das Bild in grobe Flächen aufteilen. Wenn eine bestimmte Anzahl von Flächen (>= 1) z.B. min. 60 % blau eingefärbt sind, soll sich der Robo das speichern. Wenn dann nach ein paar späteren Messungen bemerkt wird, das ungefähr genauso viele Flächen (es müssten mehr werden -> Optik -> Objekt wird größer dargestellt wenn es näher kommt), und das noch ein weiteres Mal bemerkt wird, sollte der Roboter zunächst langsamer fahren und dann spätestens zum Stillstand kommen, wenn das Objekt "pink" ist. Ist doch klasse, nicht?

[sonic]

|zu schnell ]

[Manf]

Du kannst ja mal anfragen was das Gerät kostet. Ich glaube es ist noch etwas neu und könnte auch etwas teuer sein.
Die Auswertung beschäftigt auch noch ein paar Chips gleichzeitig.

Wichtig finde ich, das es soetwas auch schon gibt. Wenn man nur einen Punkt (eine Richtung) gleichzeitig braucht, dann könnte man damit anfangen, erst einmal nur in einer Richtung zu messen.

Dafür kann man dann wie gesagt einen Laser einsetzen der auch weiter reicht als die LEDs, die ja die ganze Fläche beleuchten.
Manfred

[Volker-01]

Gast vom 7. Juni, 22:42

Hallo,

also für eine Kamera wird es mir nicht reichen, da wir das Halbleiterlabor leider nicht für private Zwecke nutzen dürfen .

Aber mit nem Laser und einer PIN-Photodiode kann ich in den Semesterferien mal versuchen eine Schaltung aufzubauen. Dürfte gar nicht so schwer sein. Würde mich ja vielleicht sogar mal mit nem DSP dran wagen, jetzt da wir das im Studium ja gerade lernen. Dann hab ich in den Semesterferien auch eine kleine beschäftigungstherapie nebenher.


MfG Volker

[LinuxFan]

Nur leider verstehe ich nicht so ganz, wie das mit einem Laser funktionieren soll: Man hat zwar den Abstand zwischen Laser und Sensor und einen rechten Winkel, doch es fehlt doch noch min. 1 Winkel um das mit den Winkelfunktionen zu berechnen, oder sagt der Sensor mir etwa den Winkel?

[Manf]

@Volker-01 das klingt sehr interessant und vor allem scheint alles nicht gerade leicht aber mehr oder weniger erreichbar zu sein. Ich könnte sicher irgendwie mitmachen.

@LinuxFan ich dachte gerade es wäre von Dir gewesen, aber es war von Gast (Gestern um 23:42, noch vor der Geisterstunde) es ist bei der Kamera wie im Vorschlag mit dem Laser eine Laufzeitmessung ohne Winkelbestimmung.

@sonic was ist mit dem zu schnell? Die 20MHz sind eine feste Frequenz oder vielleicht besser ein voreingestellter Sweep. Es muß sicher noch untersucht werden wie man diesen zur Auswertung der Phasenlage mit der Sendefrequenz mischt, denn dann erhält man je nach Frequenz unterschiedliche Phasenlagen aus deren Abfolge sich ein Signal ergibt das sehr viel besser als nur eine starre Phasenlage mit einem festen Pegel messen läßt.
Es ist dann wieder diese charakteristische Signal mit einer Frequenz, die nicht im Sender vorhanden ist, und das sich dadurch besonders gut störungsfrei verstärken läßt.
Manfred