Forum: Offtopic Laserpointdedektion


von Andreas N. (elektronikerandy)


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Hallo zusammen
Ich möchte einfach mal in die Runde fragen ob jemand weis, wie man eine 
Laserpointdedektion realisiert wie in diesem Video...
Ich denke nicht, dass dies mit einem Photodiodenfeld realisiert ist...
Danke für die Antworten

http://www.youtube.com/watch?v=aRpxA2iEad0

von P. M. (o-o)


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Am einfachsten dürfte eine Kamera sein :-)

von Uwe R. (aisnmann)


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Hallo Andreas,

meines Wissens ist das in Deutschland verboten. Man darf das Ziel nicht 
aktiv beleuchten wenn die Beleuchtung mit der Waffe verbunden ist 
(genauen Text muesse man ergooglen "WaffG").

Andere Methoden sind aber auch viel genauer. Zum Beispiel das "Abfilmen" 
von der Zielscheibe die im Rand ein Paar IR-Dioden hat. Dabei bekommt 
man ja den Verlauf wie man wackelt, und einen Triggerimpuls von einer 
art Mikrofon (Eingebaut). Das hat den vorteil das man die Schussabgabe 
auf der 'Wackellinie' Kalibrieren kann. der Zeitpunkt den Klick machens 
ist keinesfalls identisch mit dem Zeitpunkt der Schussabgabe. Da muss 
erstmal durch einen Hammer ein Ventil geoeffnet werden, der Bereich 
hinter dem Projektil wird geflutet, das Projetil beschleunigt usw...
Irgendwo in dem Bereich klickt es, die Frage ist wann das passiert und 
wann das verarbeitet ist. Deswegen braucht man die Linie und kann dann 
Eichen wo der Treffer sitzt. Schliesslich zittert man immer ueber die 
Scheibe und muss damit in einer Bewegung einen Zeitpunkt festlegen.

Also, Minicam mit Teleobjektiv und IR-Filter ausruesten. $Anzahl Punkte 
um die Scheibe verteilen. Bildauswertung machen.
(Ja, die mir bekannten Geraete haben ein Kabel)

HTH, bye uwe

von j. c. (jesuschristus)


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Quatsch, man kann auch hier schöne optische Trainingssysteme kaufen. 
Selber schon geschossen. Theoretisch gibt es viele Möglichkeiten für 
solche Systeme. Meine Erfahrung mit ähnlichen Dingern war: so billig wie 
möglich aufgebaut.
Würde mich nicht wundern, wenn da nur 4 Photodioden drin wären, die die 
Helligkeit relativ messen und den Zielpunkt in XY-Koordinaten 
rückrechnen.
Ansonsten kommt auch eine Kamera in Frage. Ist die Zielscheibe flach?

von Mike M. (mikeii)


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Uwe R. schrieb:
> Hallo Andreas,
>
> meines Wissens ist das in Deutschland verboten. Man darf das Ziel nicht
> aktiv beleuchten wenn die Beleuchtung mit der Waffe verbunden ist
> (genauen Text muesse man ergooglen "WaffG").
>
> Andere Methoden sind aber auch viel genauer. Zum Beispiel das "Abfilmen"
> von der Zielscheibe die im Rand ein Paar IR-Dioden hat. Dabei bekommt
> man ja den Verlauf wie man wackelt, und einen Triggerimpuls von einer
> art Mikrofon (Eingebaut). Das hat den vorteil das man die Schussabgabe
> auf der 'Wackellinie' Kalibrieren kann. der Zeitpunkt den Klick machens
> ist keinesfalls identisch mit dem Zeitpunkt der Schussabgabe. Da muss
> erstmal durch einen Hammer ein Ventil geoeffnet werden, der Bereich
> hinter dem Projektil wird geflutet, das Projetil beschleunigt usw...
> Irgendwo in dem Bereich klickt es, die Frage ist wann das passiert und
> wann das verarbeitet ist. Deswegen braucht man die Linie und kann dann
> Eichen wo der Treffer sitzt. Schliesslich zittert man immer ueber die
> Scheibe und muss damit in einer Bewegung einen Zeitpunkt festlegen.
>
> Also, Minicam mit Teleobjektiv und IR-Filter ausruesten. $Anzahl Punkte
> um die Scheibe verteilen. Bildauswertung machen.
> (Ja, die mir bekannten Geraete haben ein Kabel)
>
> HTH, bye uwe


Hier geht es nur um eine "optische Waffe", das Ding verschießt nichts. 
Die Definition einer Waffe spare ich mir jetzt, die ist nämlich hoch 
kompliziert. Wie auch immer, das ist nur ein Laserpointer mit Griff.
Das detektieren würde ich auch mit einer Kamera realisieren, das ist das 
einfachste. Ein Feld von Photodioden wäre ein Overkill.

von Uwe R. (aisnmann)


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Mike Mike schrieb:
> Uwe R. schrieb:

>> meines Wissens ist das in Deutschland verboten. Man darf das Ziel nicht
>> aktiv beleuchten wenn die Beleuchtung mit der Waffe verbunden ist

> Hier geht es nur um eine "optische Waffe", das Ding verschießt nichts.
> Die Definition einer Waffe spare ich mir jetzt, die ist nämlich hoch
> kompliziert. Wie auch immer, das ist nur ein Laserpointer mit Griff.
> Das detektieren würde ich auch mit einer Kamera realisieren, das ist das
> einfachste. Ein Feld von Photodioden wäre ein Overkill.

...hoch kompliziert grins ja, unbedingt ;o)).
Vielleicht hab ich nicht genau genug geguckt, ich beziehe mich auf jene 
Geraete die ins Patronenlager eingefuehrt werden, oder die an die Waffe 
drangebabbt werden. Solche 'pointer' die ansich nur nen Lichtpunkt 
machen gibts sicher auch, ja...

dennoch bleibt das Problem das man bei einem kurzen Impuls keine 
Moeglichkeit hat den 'Schuss' zeitlich im Halteraum zu korrigieren. 
Zumindest sehe ich da keine Moeglichkeit.
Das Problem ist doch gerade beim unsauberen druecken (durchreissen) das 
sich die Waffe bei der Schussabgabe ziemlich stark bewegt (also da 
besonders, bewegen tut sie sich immer). Von daher wird auch der Pointer 
eine Linie machen.

bye uwe

von Timm T. (Gast)


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Uwe R. schrieb:
> Das Problem ist doch gerade beim unsauberen druecken (durchreissen) das
> sich die Waffe bei der Schussabgabe ziemlich stark bewegt (also da
> besonders, bewegen tut sie sich immer). Von daher wird auch der Pointer
> eine Linie machen.

Du weisst schon, dass Licht ziemlich schnell sein kann. ;-)

Ich hab jetzt keine Daten, wieviel "ziemlich stark bewegt" in 
Winkelgeschwindigkeit ist. Aber mal angenommen, beim Verreissen bewegt 
sich der projizierte Lichtpunkt in 500ms um 0,5m, dann bewegt sich ein 
1ms langer Lichtblitz um 1mm. Kleinere Auflösung sollte nicht 
erforderlich sein, man kann eine LD aber durchaus im µsec-Bereich 
schalten. Zur Empfindlichkeitssteigerung für den Blitz setzt man vor die 
Kamera ein Filter.

Und die 100us-1ms kannst Du durchaus mit einer Kamera detektieren, 
selbst wenn die nur mit 25 Frames / sec ausliest. Die Schüsse dürften 
nur nicht schneller als 12 x pro sec kommen.

von j. c. (jesuschristus)


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So sieht es aus. Ist ja keine Zielhilfe, sondern wird anstelle von 
Patronen in die Kammer gelegt. Beim Abdrücken mit einer Patrone 
verreisst man eben so mit der Waffe wie mit dem Laser. Und da der Blitz 
sehr kurz ist, entspricht er dem Durchschlag des Projektils durch die 
Scheibe.

von P. M. (o-o)


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Problematisch dürfte dann eher die Kamera werden: Wenn man nur 24 
Frames/s bekommt und der Schütze die Waffe verreisst, dann liegt der 
Punkt an einem ziemlich beliebigen Ort... Also evtl. doch Fotodioden, 
wobei es natürlich reicht, auf beiden Seiten ein lineares Array 
anzubauen, man braucht kein Diodenfeld.

von j. c. (jesuschristus)


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Nein. Die Framerate der Kamera ist egal, solange der Blitz kurz genug 
ist.
Passiert so:

CMOS ausgelesen und gelöscht--> Starrt Integration --> Nix passiert für 
10 ms --> 1 ms Blitz an einem Punkt --> Es passiert weiter nix für (1000 
ms/25 fps)-11 ms --> CCD ausgelesen, Punkt befindet sich nur an einer 
Stelle

Das gleiche Prinzip wie beim "Nachtportrait" einer beliebigen Kamera: 
lange Belichtungszeit für bunten Hintergrund, aber der Vordergrund wird 
vom Blitz mit einer Dauer von ca. 1/500 s eingefroren.
Theoretisch würde das sogar mit Film und minutenlanger Belichtungszeit 
gehen

Man sieht doch den Laserpunkt sogar im verlinkten Youtubevideo! Absolut 
klar und punktförmig. Und die Kamera des Erstellers filmt bestimmt nicht 
mit mehr als 30 fps!!!!

von Timm T. (Gast)


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P. M. schrieb:
> Wenn man nur 24
> Frames/s bekommt und der Schütze die Waffe verreisst, dann liegt der
> Punkt an einem ziemlich beliebigen Ort

Nein, der Blitz liegt in der Kameraabbildung ziemlich genau da, wo der 
Lauf zum Zeitpunkt des Triggerns hinzielt. Der Blitz wird ja nicht zum 
Zeitpunkt des Auslesens der Kamera (jede 1/25 sec) registriert, sondern 
zum Zeitpunkt des Auftreffens auf den CCD-Chip (einige ns nach dem 
Auslösen), und dann dort ortsfest als Ladung "zwischengespeichert" bis 
zum nächsten Auslesen.

Die Kunst ist eher, die Blitzauslösung zum richtigen Zeitpunkt zu 
triggern, so wie auch die Patrone zünden würde. Kommt der Trigger zu 
früh, wird Verreissen nicht berücksichtigt, kommt er zu spät, wird der 
Fehler durchs Verreissen unrealistisch. Das ist aber ein Problem des 
Auslösers, nicht des Detektors.

Photodiode glaub ich nicht, zumindest im Video. Was soll die bei dem 
kleinen Lichtpunkt denn detektieren, zumal die Scheibe noch ziemliche 
Kontraste hat. Klar könnte man die Scheibe auf einen 4-Q-Detektor oder 
einen Ringdetektor abbilden, aber da machen die schwarz-weiss-Übergänge 
der Scheibe jede Detektion zum Würfelspiel. Zumal 4-Q- oder 
Ringdetektoren ausreichender Fläche nicht billig sind.

von Uwe R. (aisnmann)


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Timm Thaler schrieb:
> Uwe R. schrieb:
>> Das Problem ist doch gerade beim unsauberen druecken (durchreissen) das
>> sich die Waffe bei der Schussabgabe ziemlich stark bewegt (also da
>> besonders, bewegen tut sie sich immer). Von daher wird auch der Pointer
>> eine Linie machen.
>
> Du weisst schon, dass Licht ziemlich schnell sein kann. ;-)

aehm, ja ;o))

> Ich hab jetzt keine Daten, wieviel "ziemlich stark bewegt" in
> Winkelgeschwindigkeit ist. Aber mal angenommen, beim Verreissen bewegt
> sich der projizierte Lichtpunkt in 500ms um 0,5m, dann bewegt sich ein
> 1ms langer Lichtblitz um 1mm. Kleinere Auflösung sollte nicht

Naja, das ist der Punkt: das Projektil braucht ca 2.3 sek bis zur 
Muendung, zuzueglich das Fluten der Kammer mit Druckluft (Annahme: 
Luftpistole, 20cm Lauflaenge, v_0: 170 m/s). Nun ist der Punkt schonmal 
mindestens 3.2mm weg. Die 10 hat bei der Luftpistole aber nur 11mm 
Durchmesser, bzw. jeder Ring ist 5.5mm breit (DSB). Deine Angenommene 
Winkelgeschwindigkeit ist OK denke ich.
Die weitere Frage ist: wann klickt es nun eigentlich? Das ist von 
Fabrikat zu Fabrikat vermutlich unterschiedlich.

Was die Aufloesung betrifft, du hast natuerlich recht wenn es um 
Karnevalsschiessen geht. Fuer zuhause und mit Freunden reicht es 
allemal. Ich bin eher vom normalen Wettkampfschiessen im Verein 
ausgegangen, da sind 1/10mm durchaus angebracht...
Sowas gibts ja auch zu kaufen.

bye uwe

von Uwe R. (aisnmann)


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j. c. schrieb:
> So sieht es aus. Ist ja keine Zielhilfe, sondern wird anstelle von
> Patronen in die Kammer gelegt. Beim Abdrücken mit einer Patrone
> verreisst man eben so mit der Waffe wie mit dem Laser. Und da der Blitz
> sehr kurz ist, entspricht er dem Durchschlag des Projektils durch die
> Scheibe.

Wie schon gesagt, die Mumpel braucht ne Weile bis sie an der Muendung 
ankommt. Darauf wollte ich hinaus.

bye uwe

von Uwe R. (aisnmann)


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P. M. schrieb:
> Problematisch dürfte dann eher die Kamera werden: Wenn man nur 24
> Frames/s bekommt und der Schütze die Waffe verreisst, dann liegt der
> Punkt an einem ziemlich beliebigen Ort... Also evtl. doch Fotodioden,
> wobei es natürlich reicht, auf beiden Seiten ein lineares Array
> anzubauen, man braucht kein Diodenfeld.

Ja, genau. Je nach Hersteller, manche nehmen nur 2 Stueck (Rika), was 
auch ausreicht. Bei ner Scatt-Anlage ist an jeder Seite eine 5-er Reihe 
und das CCD ist ca 3-4mm gross, Einlinsige Optik mit durchgefaerbter 
IR-Linse, ca 3cm Brennweite. Ausgewertet wird da in einer Black-Box, die 
man bei den Kosten auch nicht auseinander baut ;o))

bye Uwe

von Uwe R. (aisnmann)


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Timm Thaler schrieb:
> P. M. schrieb:
>> Wenn man nur 24
>> Frames/s bekommt und der Schütze die Waffe verreisst, dann liegt der
>> Punkt an einem ziemlich beliebigen Ort
>
> Nein, der Blitz liegt in der Kameraabbildung ziemlich genau da, wo der
> Lauf zum Zeitpunkt des Triggerns hinzielt. Der Blitz wird ja nicht zum
...
> Die Kunst ist eher, die Blitzauslösung zum richtigen Zeitpunkt zu
> triggern, so wie auch die Patrone zünden würde. Kommt der Trigger zu

unterstreich genau da sehe ich den Knackpunkt (zuzueglich der ganzen 
innereien: Hammer, Zuendbolzen, Zuendhuetchen Abbrand, Beschleunigung)

bye uwe

von Andreas N. (elektronikerandy)


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erstmal danke für die vielen Antworten...
Die Waffe dürft ihr aber gerne ausblenden.. Bei meiner Anwendung käme 
ein herkömlicher Laserpointer (etwas stärker vl) zum Einsatz, welcher 
auf eine ähnliche Platte ausgerichtet ist. Ich will eigentlich nur 
dedektieren wieviel sich die Platte und alles was daran hängt bewegt. 
Sprich wie viel sie sich von dem geraden Lichtstrahl fort bewegt. Sie 
soll als Ausrichtungsreferenz für ein Fahrzeug dienen. Also Laserimpulse 
sind da auch kein Problem. Aber eine Kamera sehe ich eher weniger als 
Lösung bei meinem Fall und im Film (siehe oben) wird der Laserpoint ja 
auch nicht mittels Kamera lokalisiert und dem PC übermittelt. 
Laufzeitberechnungen erscheinen mir schwierig da man die Eintreffzeit 
nicht hat... Dioden Arrays an X und Y Seite okey.. Aber da musst du ne 
Menge Dioden einsetzten für ne Auflösung auf mm sag ich mal. Bei den 
Waffenübungen müssten die ja min. mm Auflösung haben.

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