Hallo, da ich in der Analogwelt nicht so bewandert bin und eigentlich nur die beiden Zahlen 0 und 1 gut kenne, wende ich mich an Euch, um zu herauszufinden, ob ein solches Projekt, wie ich es mir vorstelle, für einen Hobbybastler überhaupt Sinn macht. Es geht um folgendes: Viele von uns kennen diese Laser-Distanzmesser, die es für rund 100 EUR gibt. Leider haben diese einen Nachteil: Sie besitzen keine Computerschnittstelle, obwohl sie bestimmt µC-gesteuert sind und technisch wohl durchaus die Möglichkeit dazu hätten, ihre Messwerte nicht nur auf ein Display zu schieben. Laser-Distandzmesser mit Schnittstelle zur Außenwelt (meist Bluetooth) kosten dann schon erheblich mehr, nämlich um die 800 bis 1000 EUR. Aber bei diesem Preis überlege ich, ob man das nicht selber hinbekommt ... und vielleicht noch ein wenig Spaß an der Entwicklung hat. Außerdem möchte ich damit noch um einiges weiter kommen als nur so einen Entfernungsmesser mit der Hand auf irgendeinen entfernten Punkt zu halten. Das macht nämlich wenig bis keinen Spaß ;-) Mein (fernes) Ziel ist es, einen Raum (welcher leersteht) von den Maßen her automatisch einscannen zu lassen und daraus dann ein 2D-, später 3D-Modell zu erstellen. Es gibt solche Geräte mit Preisen zwischen 50.000 und 100.000 EUR, die zwischen 4000 und 1,2 Mio Messungen pro Sekunde machen. Dabei können sie horizontal 360° erfassen und vertikal so zwischen 270° und 320°. Diese werden dafür eingesetzt, um Gebäude von aussen und von innen zu vermessen oder auch einen Tatort kriminaltechnisch zu erfassen. Man stellt das Ding also irgendwo auf und sagt: mach mal! Dann schießt das Ding mal "eben so" 500.000 bis 1,2 Mio Laserblitze in der Gegend herum und dann ist das 3D-Modell da. Naja, so einfach ist es bestimmt wieder nicht ;-) Ich habe da wesentlich genügsamere Ansprüche, mir geht es darum, einen leerstehenden Raum mit den Maßen von maximal 10m x 10m abzuscannen, bei einer Genauigkeit von .... sagen wir mal 5mm. Ich habe mich da auch bereits mal etwas belesen, es gibt da im wesentlichen 2 Möglichkeiten: 1. Triangulationsverfahren Man nimmt einen Laser und eine Webkamera oder eine CCD-Zeile und stellt sie so auf, daß Laser, Messpunkt an der Wand und die Kamera ein Dreieck bilden. Dann kommt das Bild des Lichtpunktes auf der Webkamera um einige Pixel verschoben - nämlich je nach Abstand des Lichtpunktes an der Wand. Der Rest ist dann reine Geometrie, im wesentlich hängt das Verhältnis des Messpunkt-Abstandes und des Kamera-Bildpunkt-Abstandes mit dem Tangens des Winkels ab. Wie die meisten wissen, explodiert die Tangens-Funktion für kleine Winkel (große Abstände) ziemlich und die ganze Messung wird daduch ungenau. Dem kann man nur entgegenwirken, indem man den Abstand von Laser und Webkamera vergrößert - was dann aus dem Messgerät ein ziemliches Monstrum macht. Es gibt da auch von einigen Hobbybastlern Berichte über den Aufbau mit einem simplen Pocket-Laser und einer 08/15-Webcam. Die Ergebnisse sind relativ bescheiden, siehe auch http://zedomax.com/blog/de/2009/10/26/webcam-diy-how-to-make-a-diy-webcam-based-laser-distance-finder/ oder http://ashishrd.blogspot.com/2006/11/obstacle-detector-using-webcam-and.html http://sites.google.com/site/todddanko/home/webcam_laser_ranger 2. Messung über Phasenverschiebung Man moduliert den Laser mit einer bestimmten Frequenz und addiert das reflektierte Signal invertiert auf das ursprüngliche. Das reflektierte Signal hat nun wegen der Laufzeit des Lichts eine kleine Verschiebung gegenüber dem ursprünglichen Rechtecksignal. Übrig bleiben kurze Ripples, deren Breite proportional zum Messabstand ist. Wenn man diese schmalen Rechtecke integriert, d.h. mit einem ADC misst, erhält man eine Spannung, die proportional zum Abstand ist. Ich denke mir das mal so: Ich nehme einen 12Bit-ADC und erreiche damit bei einer maximalen Distanz von 10 Metern und einer ADC-Auflösung von 4096 Werten eine Auflösung von 10000 mm / 4096 = ca. 2,5 mm. Das würde mir reichen. Wenn diese nicht zu erreichen ist, dann würde ich über eine "Spannungslupe" nachdenken. So, jetzt meine Frage an Euch: Kann ein Hobbybastler so etwas selbst bauen, also einen Laser-Distanzmesser mit der oben beschriebenen Methode 2? Wenn ja, wären die Umsetzungsmethoden zu diskutieren. Sollte sich herausstellen, dass so etwas durchaus machbar wäre, würde ich in einem zweiten Step das Messgerät auf einen "Drehteller" stellen und in 0,1° Schritten (oder kleiner, wenn machbar) einmal rundum drehen lassen, dann die ermittelten Abstännde in ein Polarkoordinatensystem eintragen, um letztendlich ein 2D-Bild - also einen Raumplan zu bekommen. Interessant wäre die Problematik dabei, wie genau das Meßsignal ist, wenn der Laser dreht und dabei spitz gegen die Wand misst - zum Beispiel in den Ecken. Wenn ich mir aber Laser-gescannte Bilder im Internet anschaue, dann ist das offenbar machbar. Da sind jede Menge spitze Winkel im erfassten 3D-Bild... Die zweite Problematik, die ich dabei sehe, ist die analoge Seite der Geschichte, nämlich das Subtrahieren der beiden phasenverschobenen Signale. Aber da bin ich durchaus lernfähig ;-) So, jetzt bin ich mal gespannt.... geht mit erträglichem Aufwand oder geht nicht? Gruß, Frank
Frank M. schrieb: > Hallo, ... > Viele von uns kennen diese Laser-Distanzmesser, die es für rund 100 EUR > gibt. Leider haben diese einen Nachteil: Sie besitzen keine > Computerschnittstelle, obwohl sie bestimmt µC-gesteuert sind und ... > Aber bei diesem Preis überlege ich, ob man das nicht selber hinbekommt ... > Mein (fernes) Ziel ist es, einen Raum (welcher leersteht) von den Maßen > her automatisch einscannen zu lassen und daraus dann ein 2D-, später > 3D-Modell zu erstellen. Die Idee so ein 3D Modell zu erstellen ist super. Zumindest etliche Schnitte eines Raums, und Punktewolken von Details. Sowas schwebte mir auch mal vor. Mangels bezahlbarem Laserpipser und der notwendigkeit umfangreicher Soft- und Hardware und begrenzten Faehigkeiten zu erstellen hab ichs dann gelassen. ;o) Mit gekauftem Laserpipser denke ich ist es machbar. Das mit dem selberbauen vom Laserscanner halte ich aber fuer sehr gewagt. Immerhin ist es nicht einfach nur HF sondern auchnoch ziemlich genau ausgerichtete Optik. Ich glaube ich hab mas in einer Bedienungsanleitung was von 9GHz Modulationsfrequenz gelesen. Zumindest die groessenordnung sollte hinkommen. Vielleicht kann man ein Geraet zerlegen und die Daten irgendwo abgreifen (wie mancheiner beim Messschieber). Bliebe das Problem mit der Messdauer. einige 10 Messungen Pro Sekunde sollten es schon sein. Die Billigen werden aber vermutlich viele Messungen ausmitteln, daher lange brauchen. Naja, wollte nur sagen das das ein sehr interessantes Projekt ist. bye uwe
>was von 9GHz Modulationsfrequenz gelesen.
Ist doch vermutlich gar nicht nötig. Ausser du willst ein 3d-Modell von
einem Zahn erstellen oder sowas.
Ich würde einfach mal ein Experiment machen:
1-2€-Laserpointer Diode mit 10..20MHz modulieren.
Dann einen kleinen Empfänger mit Optik, Filter und Fotodiode bauen und
das Ganze auf dem Scope angucken.
Kostet ~5€ + verregnetes Wochenende, und man bekommt vielleicht ein Idee
wo probleme liegen können und was mit einfachen Mitteln realisierbar
ist.
Faszinerende Idee. Offenbar hat jemand was ähliches schon gebaut, leider hat der verwendete Sensor einen mickrigen Messbereich. http://hackedgadgets.com/2009/04/02/3d-arduino-scanner/
hi frank, ich wollte kurz mal nachfragen wie.es.mit deinem.projekt ausschaut. es würde mich auch interessieren sowas zu bauen. eigentlich würde.ich mich schon damit zufrieden geben per arduino die distanz abgreifen zu.können. cooles projekt! viel erfolg
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