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IR Triangulation

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Contents

  IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-06-27 04:02 +0200
    Re: IR Triangulation Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2016-06-27 06:27 +0200
      Re: IR Triangulation Matthias Weingart <mwnews@pentax.boerde.de> - 2016-06-27 06:58 +0000
        Re: IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-06-27 15:38 +0200
          Re: IR Triangulation Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2016-06-27 19:41 +0200
          Re: IR Triangulation Matthias Weingart <mwnews@pentax.boerde.de> - 2016-06-28 07:10 +0000
            Re: IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-06-29 04:55 +0200
              Re: IR Triangulation Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2016-06-29 05:19 +0200
                Re: IR Triangulation Matthias Weingart <mwnews@pentax.boerde.de> - 2016-06-29 06:11 +0000
                  Re: IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-06-29 16:56 +0200
                  Re: IR Triangulation Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2016-06-29 21:43 +0200
                Re: IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-06-29 16:46 +0200
                  Re: IR Triangulation Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2016-06-29 18:26 +0200
                  Re: IR Triangulation Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2016-06-29 21:57 +0200
                    Re: IR Triangulation Stefan <df9bi@arcor.de> - 2016-06-30 08:13 +0200
                      Re: IR Triangulation Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2016-06-30 21:32 +0200
                    Re: IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-06-30 14:47 +0200
                      Re: IR Triangulation Waldemar <waldemar@zedat.fu-berlin.de> - 2016-06-30 17:19 +0200
                      Re: IR Triangulation Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2016-06-30 22:03 +0200
                        Re: IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-07-01 08:51 +0200
        Re: IR Triangulation Kai-Martin Knaak <knaak@iqo.uni-hannover.de> - 2016-07-02 02:31 +0200
          Re: IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-07-02 10:59 +0200
            Re: IR Triangulation Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2016-07-02 12:09 +0200
      Re: IR Triangulation Uwe Borchert <wetterfrosch@yahoo.com> - 2016-06-27 13:23 +0200
        Re: IR Triangulation Stefan <df9bi@arcor.de> - 2016-06-27 14:52 +0200
          Re: IR Triangulation Christoph Müller <chrnewsgroup@astrail.de> - 2016-06-27 15:02 +0200
            Re: IR Triangulation Stefan <df9bi@arcor.de> - 2016-06-27 15:18 +0200
            Re: IR Triangulation Waldemar <waldemar@zedat.fu-berlin.de> - 2016-06-27 15:40 +0200
              Re: IR Triangulation Stefan <df9bi@arcor.de> - 2016-06-27 17:36 +0200
                Re: IR Triangulation Matthias Weingart <mwnews@pentax.boerde.de> - 2016-06-28 07:13 +0000
                Re: IR Triangulation Waldemar <waldemar@zedat.fu-berlin.de> - 2016-06-28 11:17 +0200
                  Re: IR Triangulation Stefan <df9bi@arcor.de> - 2016-06-28 11:37 +0200
          Re: IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-06-27 15:46 +0200
          Re: IR Triangulation Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2016-06-27 16:29 +0200
            Re: IR Triangulation Waldemar <waldemar@zedat.fu-berlin.de> - 2016-06-27 17:11 +0200
              Re: IR Triangulation Stefan <df9bi@arcor.de> - 2016-06-27 17:39 +0200
                Re: IR Triangulation Waldemar <waldemar@zedat.fu-berlin.de> - 2016-06-28 11:24 +0200
          Re: IR Triangulation Michael Schwingen <news-1457978346@discworld.dascon.de> - 2016-06-27 21:21 +0000
            Re: IR Triangulation Stefan <df9bi@arcor.de> - 2016-06-28 11:28 +0200
              Re: IR Triangulation Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2016-06-28 21:00 +0200
    Re: IR Triangulation Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2016-07-01 17:31 +0200
      Re: IR Triangulation Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-07-01 20:12 +0200

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#209974 — IR Triangulation

Der Abstandssensor Sharp GP2Y0A21YKOF (oder so ähnlich) basiert 
angeblich auf Triangulation. Mir ist nicht klar, wie das bei so einem 
Sensor tatsächlich funktioniert. Kann mir jemand weiterhelfen, mit einer 
Erklärung oder Link darauf?

DoDi

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#209975

Am 27.06.2016 04:02, schrieb Hans-Peter Diettrich:
> Der Abstandssensor Sharp GP2Y0A21YKOF (oder so ähnlich) basiert
> angeblich auf Triangulation. Mir ist nicht klar, wie das bei so einem
> Sensor tatsächlich funktioniert. Kann mir jemand weiterhelfen, mit einer
> Erklärung oder Link darauf?

http://showcase.designnews.com/sites/showcase.designnews.com/files/LO_180x130_fb300dpi_fine.jpg



Gruß Dieter

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#209979

Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de>:

> mit einer
>> Erkl„rung

Der Empfänger ist einen lichtempfindliche Flächendiode, die Verschiebung eine 
Lichtpunktes auf dieser Fläche kann an Elektroden als Analogspannung 
ausgelesen werden.

M.
-- 

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#210015

Matthias Weingart schrieb:
> Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de>:
> 
>> mit einer
>>> Erkl?rung
> 
> Der Empfänger ist einen lichtempfindliche Flächendiode, die Verschiebung eine 
> Lichtpunktes auf dieser Fläche kann an Elektroden als Analogspannung 
> ausgelesen werden.

Danke, das erklärt erst mal das Prinzip des elektrischen Teils :-)

Nur bei der Optik ist mir nicht klar, wie das Signal unabhängig von der 
Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche gemacht wird. Ist die Blende 
vor dem Empfänger wirklich so klein, daß ein ausreichend kleines 
(scharfes) Abbild auf dem Sensor entsteht? Oder ist das Objektiv viel 
komplizierter aufgebaut?

DoDi

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#210043

 > Danke, das erklärt erst mal das Prinzip des elektrischen Teils :-)

Für Eigenbau sind grosse PSDs günstiger:

http://www.embeddedFORTH.de/temp/sPSD.pdf

Am Ende des Textes ist ein kurze Liste der typischen
Hersteller.
Es gibt sporadisch was bei ebay.com, aber teuer.
Ich konnte mich angenehmerweise beim Untergang der
DDR bei ebay.de billig eindecken. Solange die Ossis
an die blühenden Landschaften glaubten haben sie
auch teueres billig vertickt.

MfG JRD

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#210067

Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com>:

> Nur bei der Optik ist mir nicht klar, wie das Signal unabhängig von der 
> Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche gemacht wird. Ist die Blende 
> vor dem Empfänger wirklich so klein, daß ein ausreichend kleines 
> (scharfes) Abbild auf dem Sensor entsteht? Oder ist das Objektiv viel 
> komplizierter aufgebaut?

Das ist wohl bei den Sharp Dinger wohl nur ne einfache Linse. Der Punkt muss 
auch nicht 100% scharf sein, es wird der Schwerpunkt (bzw Mittelwert) 
ermittelt. Es ist ziemlich egal, ob sich der Punkt als klar abgegrenzter 
Punkt mit scharfen Flanken (Rechteck) oder vermatschte Gausskurve abbildet, 
das erzeugt die gleiche Spannung. Letztlich ist das Ding aber auch genau 
deshalb nicht so super genau. Diese vermatschte Gausskurve ist nicht 
gleichmässig vermatscht, ein klar abgerenzter Punkt würde die Genauigkeit 
erhöhen. Es gibt aber noch andere die Genauigkeit beeinflussende Faktoren, so 
dass zuviel Aufwand bei der Optik dann auch wieder nichts bringt (dann nimmt 
man lieber CCD- oder CMOS-Zeilen und bildverbessernde Algorithmen).

M.
-- 

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#210129

Matthias Weingart schrieb:
> Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com>:
> 
>> Nur bei der Optik ist mir nicht klar, wie das Signal unabhängig von der 
>> Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche gemacht wird. Ist die Blende 
>> vor dem Empfänger wirklich so klein, daß ein ausreichend kleines 
>> (scharfes) Abbild auf dem Sensor entsteht? Oder ist das Objektiv viel 
>> komplizierter aufgebaut?
> 
> Das ist wohl bei den Sharp Dinger wohl nur ne einfache Linse. Der Punkt muss 
> auch nicht 100% scharf sein, es wird der Schwerpunkt (bzw Mittelwert) 
> ermittelt.

Mir geht es eher darum, wie der Strahl ankommt. Wenn die zu erfassende 
Oberläche (idealerweise ein Spiegel) minimal gekippt wird, müßte dann 
nicht der Bildpunkt mitwandern?


> dass zuviel Aufwand bei der Optik dann auch wieder nichts bringt (dann nimmt 
> man lieber CCD- oder CMOS-Zeilen und bildverbessernde Algorithmen).

Diese Idee kam mir auch schon, kommt auf den jeweils erforderlichen 
Aufwand an.

DoDi

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#210130

> Wenn die zu erfassende
> Oberläche (idealerweise ein Spiegel) minimal gekippt wird, müßte dann
> nicht der Bildpunkt mitwandern?

Gängige Oberflächen strahlen diffus zurück.
Reflektoren für Lichtschranken sind auch keine Spiegel:
https://de.wikipedia.org/wiki/Retroreflektor

MfG  JRD

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#210133

Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de>:

>> Wenn die zu erfassende
>> Oberläche (idealerweise ein Spiegel) minimal gekippt wird, müßte dann
>> nicht der Bildpunkt mitwandern?
> 
> Gängige Oberflächen strahlen diffus zurück.
> Reflektoren für Lichtschranken sind auch keine Spiegel:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Retroreflektor

Ja, Spiegel geht sowieso nicht. Gekippte Oberflächen funktionieren bis zu 
einem gewissen Grad bei diffuser Reflektion. Metallische Oberflächen sind da 
tatsächlich auch besonders problematisch, Abhilfe ist da immer - sofern 
möglich - mattweiss zu lackieren (oder Aufkleber drauf :-).
Katzenaugen strahlen ja idealerweise immer in dieselbe Richtung zurück, aus 
der das Licht kommt, sie bestehen aus ganz vielen kleinen Doppelspiegeln. 

M.
-- 

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#210178

Matthias Weingart schrieb:
> Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de>:
> 
>>> Wenn die zu erfassende
>>> Oberläche (idealerweise ein Spiegel) minimal gekippt wird, müßte dann
>>> nicht der Bildpunkt mitwandern?
>> Gängige Oberflächen strahlen diffus zurück.
>> Reflektoren für Lichtschranken sind auch keine Spiegel:
>> https://de.wikipedia.org/wiki/Retroreflektor
> 
> Ja, Spiegel geht sowieso nicht. Gekippte Oberflächen funktionieren bis zu 
> einem gewissen Grad bei diffuser Reflektion. Metallische Oberflächen sind da 
> tatsächlich auch besonders problematisch, Abhilfe ist da immer - sofern 
> möglich - mattweiss zu lackieren (oder Aufkleber drauf :-).

Das klingt erst mal einleuchtend.

> Katzenaugen strahlen ja idealerweise immer in dieselbe Richtung zurück, aus 
> der das Licht kommt, sie bestehen aus ganz vielen kleinen Doppelspiegeln. 

Das klingt zunächst gut, so wird ja (seit Apollo) auch die Entfernung 
des Mondes gemessen - aber wohl eher per Laufzeit? Und würde so ein 
leicht versetzter Rückstrahl auch noch zur Triangulation reichen?

DoDi

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#210194

Hallo Matthias,

Du schriebst am Wed, 29 Jun 2016 06:11:44 +0000 (UTC):

> Katzenaugen strahlen ja idealerweise immer in dieselbe Richtung zur_ck,

"Katzenaugen", nicht die natürlichen, sondern die technischen, aka
Retroreflektoren.

> aus der das Licht kommt, sie bestehen aus ganz vielen kleinen
> Doppelspiegeln. 

Tripelspiegeln, drei Flächen in der Anordnung wie die Wände in einer
Zimmerecke. Und die sind oft garnicht so klein, 3 bis 5 mm Kantenlänge.
Für einen Triangulationssensor etwas ungünstig, weil da die Position
spränge, sähe der den reflektierten Punkt überhaupt. Da die Reflexion per
_Spiegel_ aber recht genau in der _Einfallsrichtung_ zurückläuft, ist der
Reflektor für einen Triangulationssensor i.a. unsichtbar.

-- 
-- 
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
-----------------------------------------------------------
Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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#210177

Rafael Deliano schrieb:
>> Wenn die zu erfassende
>> Oberläche (idealerweise ein Spiegel) minimal gekippt wird, müßte dann
>> nicht der Bildpunkt mitwandern?
> 
> Gängige Oberflächen strahlen diffus zurück.

Schon klar, nur geht dann die Neigung der Oberfläche zur 
Sensor-Orientierung mindestens in die Signalstärke ein.

Was heißt denn diffus? Da wird ein Strahl aufgeweitet, und dann kommt es 
auf den Empfänger an, welcher Ausschnitt der zurückkommenden Keule in 
die Messung eingeht.

Aber wahrscheinlich habe ich zu wenig Gefühl für Optik. Beim 
Fotografieren würde ich den reflektiertenden Punkt auf dem Bild als 
Punkt sehen, der sich aber mit seiner Entfernung nur minimal im Bild 
verschiebt. Deshalb vermute ich, daß das Objektiv bei der Triangulation 
anders aussehen müßte, damit der Punkt über die ganze Länge des Sensors 
wandern kann, obwohl sich der Einfallswinkel des Strahls dabei nur 
minimal ändert.

DoDi

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#210182

> Was heißt denn diffus?

http://www.embeddedFORTH.de/temp/diffus.pdf

MfG  JRD

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#210195

Hallo Hans-Peter,

Du schriebst am Wed, 29 Jun 2016 16:46:04 +0200:

> Was heißt denn diffus? Da wird ein Strahl aufgeweitet, und dann kommt es 

Diffus heißt eine Rückstreuung, die erhebliche Leistung in Raumrichtungen
aufweist, die erheblich von der Richtung einer spiegelnden Reflexion
abweichen. Gleichmäßig diffuse Streuung hat eine Raumwinkelverteilung
proportional sin² des Betrachtungswinkels (Lambert-Strahler).

> auf den Empfänger an, welcher Ausschnitt der zurückkommenden Keule in 
> die Messung eingeht.

Soweit korrekt.

> Aber wahrscheinlich habe ich zu wenig Gefühl für Optik. Beim 
> Fotografieren würde ich den reflektiertenden Punkt auf dem Bild als 
> Punkt sehen, der sich aber mit seiner Entfernung nur minimal im Bild 
> verschiebt. Deshalb vermute ich, daß das Objektiv bei der Triangulation 

Nur dann, wenn der Strahl von der Kamera ausgeht. Liegt die Strahlquelle
eine merkliche Entfernung seitlich daneben, verschiebt sich der gesehene
Auftreffpunkt deutlich mit dem Abstand einer schräg liegenden Fläche.
Eine kleine Zeichnung aus ein paar Dreiecken kann das sicher deutlich
zeigen, das kürzlich zitierte Schemabild eines Triangulationssensors
(<http://showcase.designnews.com/sites/showcase.designnews.com/files/LO_180x130_fb300dpi_fine.jpg>) ist sowas ähnliches.

> anders aussehen müßte, damit der Punkt über die ganze Länge des Sensors 
> wandern kann, obwohl sich der Einfallswinkel des Strahls dabei nur 
> minimal ändert.

Der "Clou" ist einfach, daß eben _nicht_ die direkte Rückstreuung des
Meßstrahls beobachtet wird, sondern ein Winkelversatz zwischen Beleuchtung
und Beobachtung besteht, mithin Beleuchtungsstrahl, Beobachtungsrichtung
und Sensorebene ein _Dreieck_ (Triangle) umschließen - "hence the name".

-- 
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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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#210215

Am 29.06.2016 um 21:57 schrieb Sieghard Schicktanz:

> Nur dann, wenn der Strahl von der Kamera ausgeht. Liegt die Strahlquelle
> eine merkliche Entfernung seitlich daneben, verschiebt sich der gesehene
> Auftreffpunkt deutlich mit dem Abstand einer schräg liegenden Fläche.
> Eine kleine Zeichnung aus ein paar Dreiecken kann das sicher deutlich
> zeigen, das kürzlich zitierte Schemabild eines Triangulationssensors
> (<http://showcase.designnews.com/sites/showcase.designnews.com/files/LO_180x130_fb300dpi_fine.jpg>) ist sowas ähnliches.

Ist das Bild überhaupt korrekt?

Der Strahl von der Quelle geht senkrecht auf die Oberfläche des Objektes 
und wird von dort unter einem Winkel abgestrahlt.

Das dürfte so nicht funktionieren. Anders wäre es, wenn man von einer 
diffusten Abstrahlung ausgeht, dann würde der Sensor dort wo der Strahl 
auftriffe einen hellen Punkt sehen der mit Hilfe der Linse auf der 
Zeilenkamera abgebildet wird.

>> anders aussehen müßte, damit der Punkt über die ganze Länge des Sensors
>> wandern kann, obwohl sich der Einfallswinkel des Strahls dabei nur
>> minimal ändert.
>
> Der "Clou" ist einfach, daß eben _nicht_ die direkte Rückstreuung des
> Meßstrahls beobachtet wird, sondern ein Winkelversatz zwischen Beleuchtung
> und Beobachtung besteht, mithin Beleuchtungsstrahl, Beobachtungsrichtung
> und Sensorebene ein _Dreieck_ (Triangle) umschließen - "hence the name".
>

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#210333

Hallo Stefan,

Du schriebst am Thu, 30 Jun 2016 08:13:26 +0200:

> > zeigen, das kürzlich zitierte Schemabild eines Triangulationssensors
...
> Ist das Bild überhaupt korrekt?

Ja.

> Der Strahl von der Quelle geht senkrecht auf die Oberfläche des Objektes 
> und wird von dort unter einem Winkel abgestrahlt.

Nja, reichlich unphysikalische Ausdrucksweise. Der Strahl, der auf die zu
meseende Oberfläche trifft, wird dort in "alle" Raumrichtungen
zurück_gestreut_, so nennt man das Phänomen, das uns im Alltag überhaupt
Gegenstände formgetreu erkennen läßt. Vom den so zurückgestreuten Licht
wird vom Empfangsobjektiv dann nur ein kleiner Ausschnitt, ein sog.
"Strahl", erfasst und als "Punkt" (kleines Scheibchen) auf den Sensor
projiziert. Die Position dieses Punktes am Sensor hängt über die Abbildung
des Objektivs von dessen Entfernung ab, die so festgestellt werden kann.
(Zur Ausblendung störender anderer Lichtquellen, die ähnliche Bildpunkte
erzeugen können, wird das Licht der Mssquelle im allgemeinen auch noch
definiert moduliert.)

> Das dürfte so nicht funktionieren. Anders wäre es, wenn man von einer 
> diffusten Abstrahlung ausgeht, dann würde der Sensor dort wo der Strahl 
        ^#
> auftriffe einen hellen Punkt sehen der mit Hilfe der Linse auf der 
> Zeilenkamera abgebildet wird.

Na siehste, geht also doch. Und es funktioniert auch und wird so verwendet.

-- 
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(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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#210290

Sieghard Schicktanz schrieb:
> Hallo Hans-Peter,
> 
> Du schriebst am Wed, 29 Jun 2016 16:46:04 +0200:
> 
>> Was heißt denn diffus? Da wird ein Strahl aufgeweitet, und dann kommt es 
> 
> Diffus heißt eine Rückstreuung, die erhebliche Leistung in Raumrichtungen
> aufweist, die erheblich von der Richtung einer spiegelnden Reflexion
> abweichen. Gleichmäßig diffuse Streuung hat eine Raumwinkelverteilung
> proportional sin² des Betrachtungswinkels (Lambert-Strahler).
> 
>> auf den Empfänger an, welcher Ausschnitt der zurückkommenden Keule in 
>> die Messung eingeht.
> 
> Soweit korrekt.
> 
>> Aber wahrscheinlich habe ich zu wenig Gefühl für Optik. Beim 
>> Fotografieren würde ich den reflektiertenden Punkt auf dem Bild als 
>> Punkt sehen, der sich aber mit seiner Entfernung nur minimal im Bild 
>> verschiebt. Deshalb vermute ich, daß das Objektiv bei der Triangulation 
> 
> Nur dann, wenn der Strahl von der Kamera ausgeht. Liegt die Strahlquelle
> eine merkliche Entfernung seitlich daneben, verschiebt sich der gesehene
> Auftreffpunkt deutlich mit dem Abstand einer schräg liegenden Fläche.

Das kann ich nicht glauben. Wenn ein Laserpointer einen Punkt auf ein 
Objekt malt, dann verschiebt sich dieser Punkt auf dem Objekt nicht mit 
der Entfernung vom Sender. Liegen Sender und Empfänger nahe beieinander, 
verschiebt sich das Objekt und damit der Punkt auch nicht wesentlich im 
Bild. Aber wie gesagt, das liegt möglicherweise an dem andersartigen 
Objektiv einer Kamera.

> Eine kleine Zeichnung aus ein paar Dreiecken kann das sicher deutlich
> zeigen, das kürzlich zitierte Schemabild eines Triangulationssensors
> (<http://showcase.designnews.com/sites/showcase.designnews.com/files/LO_180x130_fb300dpi_fine.jpg>) ist sowas ähnliches.

Dieses Bild ist in mehrfacher Hinsicht irreführend. Z.B. könnte der 
Strahl nie die Oberkante des Sensors erreichen. Bei Annäherung würde die 
Unterkante schnell erreicht, das ist richtig.
Auch sind die Linsen(? Lochblenden?) zu breit, da bei einer diffusen 
Reflektion ein breiter Bereich des Sensors beleuchtet wird. Zeichne mal 
die Ober- und Unterkante der empfangenen Keule ein, und wie diese sich 
in Abhängigkeit von der Entfernung ändern. Wie wird dann aus so einem 
Fleck ein einziger Wert ermittelt? Deshalb ja meine anfängliche 
Vermutung, daß die Blende relativ eng sein muß. Oder (nur) die 
Unterkante des Flecks bestimmt den Meßwert? Das klingt wenig 
wahrscheinlich, da dann die Breite der Keule den größten Einfluß auf die 
Messung hätte.

>> anders aussehen müßte, damit der Punkt über die ganze Länge des Sensors 
>> wandern kann, obwohl sich der Einfallswinkel des Strahls dabei nur 
>> minimal ändert.
> 
> Der "Clou" ist einfach, daß eben _nicht_ die direkte Rückstreuung des
> Meßstrahls beobachtet wird, sondern ein Winkelversatz zwischen Beleuchtung
> und Beobachtung besteht, mithin Beleuchtungsstrahl, Beobachtungsrichtung
> und Sensorebene ein _Dreieck_ (Triangle) umschließen - "hence the name".

Dieser "Winkelversatz" wird aber immer kleiner, je weiter sich das 
Objekt entfernt. Die Basis muß also möglichst breit gegenüber der 
Entfernung werden, um nennenswerte Unterschiede zu erreichen. Das 
scheint aber bei den angebotenen Sensoren nicht der Fall zu sein.

DoDi

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#210311

Am 30.06.2016 um 14:47 schrieb Hans-Peter Diettrich:

> Das kann ich nicht glauben. Wenn ein Laserpointer einen Punkt auf ein
> Objekt malt, dann verschiebt sich dieser Punkt auf dem Objekt nicht mit
> der Entfernung vom Sender. Liegen Sender und Empfänger nahe beieinander,
> verschiebt sich das Objekt und damit der Punkt auch nicht wesentlich im
> Bild. Aber wie gesagt, das liegt möglicherweise an dem andersartigen
> Objektiv einer Kamera.

Die Höhenauflösung ist abhängig von dem Winkel zwischen LED (oder 
Linienlaser) und Kamera (Linear oder Fläche). Auch von der 
Winkelposition von Beiden in Bezug auf die Referenzfläche.
Zum Beispiel: Kamera guckt von oben senkrecht (axenparalell zu 
Normalen), Laser leuchtet in 45° Winkel: Die Verschiebung des Abbildes 
ist um sqrt(2) kleiner, als in Echt. Wenn man Sender und Empfänger 
tauscht, wird es um sqrt(2) größer. Wie viel es tatsächlich ist, hängt 
vom Objektiv ab.
Wir haben mit dem gleichen Chip (Flächenkamera 1536x512 Pixel) sowohl 
Baumstämme als auch BGA Kugeln vermessen, nur mit einem anderen Laser 
und mit einem anderen Objektiv. Flugzeugflügel wurden damit auch 
gemessen :-).

Messung von "nicht kooperativen" Oberflächen ist manchmal nicht trivial. 
Die Streuung wird dabei u.U. auch ausgewertet.

Die (tatsächlich) von uns erreichte Genauigkeit mit hilfe des 
Triangulationsverfahrens waren 3µm, viel tiefer geht es nicht. Der 
Aufwand war allerdings ziemlich groß.

Waldemar

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#210334

Hallo Hans-Peter,

Du schriebst am Thu, 30 Jun 2016 14:47:15 +0200:

> >> Triangulation   
> > 
> > Nur dann, wenn der Strahl von der Kamera ausgeht. Liegt die Strahlquelle
> > eine merkliche Entfernung seitlich daneben, verschiebt sich der gesehene
> > Auftreffpunkt deutlich mit dem Abstand einer schräg liegenden Fläche.  
> 
> Das kann ich nicht glauben. Wenn ein Laserpointer einen Punkt auf ein 
> Objekt malt, dann verschiebt sich dieser Punkt auf dem Objekt nicht mit 

Ich habe nicht behauptet, daß sich der Punkt _auf dem Objekt_ verschieben
müßte, sondern der _Bildpunkt_ (der gesehene Auftreffpunkt) auf dem Sensor
(oder Deiner Retina, wenn Du Dir die Situation direkt anschaust).

> der Entfernung vom Sender. Liegen Sender und Empfänger nahe beieinander, 
> verschiebt sich das Objekt und damit der Punkt auch nicht wesentlich im 
> Bild. Aber wie gesagt, das liegt möglicherweise an dem andersartigen 
> Objektiv einer Kamera.

Du solltest Dich wohl tatsächlich mal bisserl mit Optik befassen.
Simpelste Strahlenoptik, eigentlich nur Lineal-Geometrie (nichtmal 'n
Zirkel braucht's dazu) reicht. Mathematisch ist das der sog.
"Strahlensatz", und im wesentlichen der einzige nichtlineare Zusammenhang
ist "1/B + 1/G = 1/F", die Gleichung, die Bild- und "Gegenstands"position
(-"weite") mit der Brennweite einer abbildenden Linse in Zusammenhang
bringt. Und das ist schon ein fortgeschrittenes Konzept dabei...

> > zeigen, das kürzlich zitierte Schemabild eines Triangulationssensors
...
> Dieses Bild ist in mehrfacher Hinsicht irreführend. Z.B. könnte der 

Nein, so wird das gemacht.

> Strahl nie die Oberkante des Sensors erreichen. Bei Annäherung würde die 

Naja, laß' den Künstlern halt noch ein bisserl Freiheit...

...
> Auch sind die Linsen(? Lochblenden?) zu breit, da bei einer diffusen 
> Reflektion ein breiter Bereich des Sensors beleuchtet wird. Zeichne mal 

Angesehen davon, daß das bestenfalls als "Prinzipdarstellung" anzusehen
ist, ist es sogar _anzustreben_, das Empfangsobjektiv relativ groß zu
machen, um möglichst viel des rückgestreuten Lichts aufzusammeln. Wie ein
Objektiv es fertigbringt, ein erkennbares _Bild_ aus dem vielen
hineinleuchtenden Licht zu erzeugen, ist Dir bekannt? Ein "Punkt" hat dabei
welches Bild?

> die Ober- und Unterkante der empfangenen Keule ein, und wie diese sich 
> in Abhängigkeit von der Entfernung ändern. Wie wird dann aus so einem 
> Fleck ein einziger Wert ermittelt? Deshalb ja meine anfängliche 

Genau, er wird im Sinne des Wortes er_mittelt_. Hast Du immer nur an
Bedienoberflächen 'rumprogrammiert, daß Du so gar keine praktische
Vorstellung hast, wie Messwerte verarbeitet werden können?
...
> wahrscheinlich, da dann die Breite der Keule den größten Einfluß auf die 

Mache Dir klar: was bedeutet Fokussierung? Wie funktioniert das
"Scharfstellen" bei einem Objektiv?

> Dieser "Winkelversatz" wird aber immer kleiner, je weiter sich das 
> Objekt entfernt. Die Basis muß also möglichst breit gegenüber der 
> Entfernung werden, um nennenswerte Unterschiede zu erreichen. Das 

Warum wohl sind dann solche Sensoren für größere Abstände immer viel größer
als solche für kleine(re) Entfernungen?

> scheint aber bei den angebotenen Sensoren nicht der Fall zu sein.

Welche Sensoren dieser Art kennst Du denn überhaupt? Hast Du Dich mal
bisserl mit deren Kennwerten befasst? Als da wären Entfernungsbereich,
Entfernungsauflösung, Messtoleranzen, Oberflächenabhängigkeit u.ä.
Messungen sind prizipiell ungenau. Wer misst, mißt Mist.

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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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#210364

Sieghard Schicktanz schrieb:

[...]
> Genau, er wird im Sinne des Wortes er_mittelt_. Hast Du immer nur an
> Bedienoberflächen 'rumprogrammiert, daß Du so gar keine praktische
> Vorstellung hast, wie Messwerte verarbeitet werden können?

Ich habe ja nur 12 Jahre in der Messtechnik gearbeitet, und kann mit 
Deinen unpräzisen Angaben, die meist an meinen Fragen vorbeigehen, 
einfach nichts anfangen.


> Welche Sensoren dieser Art kennst Du denn überhaupt? Hast Du Dich mal
> bisserl mit deren Kennwerten befasst? Als da wären Entfernungsbereich,
> Entfernungsauflösung, Messtoleranzen, Oberflächenabhängigkeit u.ä.
> Messungen sind prizipiell ungenau.

Die Kennwerte helfen mir nicht viel weiter, da ich die Technik im 
Zusammenhang verstehen möchte, um genau das auszuschließen:

> Wer misst, mißt Mist.

Es heißt übrigens: Wer *viel* mißt, mißt Mist.

DoDi

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