Jak skutecznie wydobyć zarys lasera w skanerze 3D przy zmiennym oświetleniu?

Sun Nov 04, 2007 12:18 am   

Witam, próbuje zrobić skaner laserowy (fragment pracy magisterskiej) (laser
liniowy oświetla przedmiot, a kamera umieszczona pod kątem odczytuje profil
a następnie przeliczam to na wysokości poszczególnych pixeli ( program
prawdopodobnie będzie napisany w większości w matlabie) ale narzazie mam
problemy z wyodrębnieniem zarysu lasera z reszty zdjęcia..
Kolor lasera na zdjęciu jest bardzo mocno uzależniony od oświetlenia,
najłatwiej było by pracować tylko przy jednakowym oświetleniu, ale chodzi mi
o coś bardziej elastycznego. Bawiłem się przemysłowym mini skanerem sick'a i
tam mimo zmiennego oświetlenia dosyć dobrze poradzili sobie z wyodrębnieniem
zarysu lasera..

Na początku pomysł był żeby robić zdjęcia po ciemku i zamienić na b&w, ale
efekty były mizerne same placki i niewyraźne krawędzie, potem robiłem
zdjęcia przy silnym oświetleniu, krawędzie były już dużo lepsze, ale byłem w
stanie wykryć laser tylko na powierzchni o jednolitym kolorze i czasem
powstawały silne odblaski .. więc albo będę musiał iść na kompromis, albo
szukać rozwiązania trochę w inna stronę ..

Szukam właśnie jakiegoś filtra do polaryzacji, może uda się wykorzystać to
ze laser jest spolaryzowany..

A może ktoś z szanownych kolegów mógłby coś ciekawego podpowiedzieć ? W
którą strone mam szukać ?

pozdrawiam

Sun Nov 04, 2007 12:25 am   

Rock pisze:


Odbicie w ogólności od przedmiotu zabije Ci polaryzację.


Laser na bliską (jeszcze widoczną) podczerwień 780nm i filtr (tzw.
czarny) odcinający widzialne i zostawiający podczerwień na kamerze. Albo
filtr interferencyjny na długości lasera. Wtedy nie interesujesz się
oświetleniem zastanym.


--
Filip.

Sun Nov 04, 2007 12:33 am   

On Sun, 4 Nov 2007 00:18:08 +0100, Rock wrote:

Hm, laser jest monochromatyczny zapewne, zmienic kolory
moze tylko odbicie innego oswietlenia, wiec powinienes dac
mocny laser i dobre zaciemnienie ..


Hm, a skad te problemy ? Plamka lasera za bardzo rozmyta ?


Odbicie od matowej powierzchni nie jest juz spolaryzowane.

Mozesz dac jakis filtr kolorowy, mozesz swiecic impulsami
i porownywac dwa zdjecia z wlaczonym laserem i bez ..

J.

Sun Nov 04, 2007 12:34 am   

Rock schrieb:

a którym scannerem Sicka się bawiłeś? Tak z ciekawości, bo niektóre znam
osobiście i z wnętrzności. Jak jest to ten, który myślę, to będziesz
miał kłopoty. W tym, co go znam, detekcja lasera odbywa się bezpośrednio
na sensorze. A co robić? Tak na skróty: po pierwsze: olej kolory, bo bez
sensu. Po drugie światło lasera musi być silniejsze od oświetlenia.
Detekcja światła lasera jest wtedy prosta: wszystko co jest jaśniejsze
od pewnej wartości to laser. Potem zaczynają się rzeczy, które ze
względu na NDA nie mogę opisać. Jak możesz, to skombinuj sobie pracę
doktorską Matthiasa Johanessona obronioną na uniwersytecie Linkoeping
(po angielsku) chyba ok 1990 roku. On pisał algorytmy do tych skannerów .
Nawiasem mówiąc mam te algorytmy w Matlabie, ale z dwóch względów ci ich
nie mogę dać: NDA i to ma być twoja praca.

Waldek

Sun Nov 04, 2007 1:12 am   

Rock pisze:


Późno w nocy i na laserach się nie znam, ale może detekcja synchroniczna
dałaby radę? (jeżeli możliwa jest taka modulacja lasera)

Pozdrawiam
--
KC

Sun Nov 04, 2007 1:53 am   

A mozesz cos więcej napisac na czym to polega ?

Sun Nov 04, 2007 1:59 am   

Jak wspomniałem ma to być fragment mojej pracy, nie chche samodzilnie
opracowac super skanera, tylko pokazac możliwe rozwiązania, i techniki jakie
sie stosuje w bardziej profesjonalnych rozwiązaniach, a moze przy okazji
może stworzyc swoje prymitywne rozwiązanie ...

Mogłbyś mi troszkę podpowiedzieć gdzie tej pracy mogłbym szukac ?

Sun Nov 04, 2007 10:06 am   

Użytkownik Rock napisał:

"mruga" z określoną częstotliwością. Analizując obraz patrzysz tylko na
to co mruga zgodnie z tą częstotliwością. Tak sobie myślałem, że można
by było zsynchronizować modulacje lasera z kamerą w ten sposób, że laser
świeci co drugą ramkę obrazu z kamery. Wtedy do analizy porównywałbyś
pixele z dwóch sąsiednich klatek.

Pozdrawiam
Grzegorz

Sun Nov 04, 2007 10:45 am   

Rock schrieb:

http://www.bibl.liu.se/liupubl/disp/disp95/tek399s.htm

a w twoim przypadku jeszcze raz: tylko b&w, też najlepiej takowa kamera.
Kolor gra co prawda rolę, ale mniejszą niż myślisz. Światło lasera nie
może penetrować materiału obiektu mierzonego. Dlatego np. do pomiaru
obiętości mięsa niekorzystny jest laser czerwony lub podczerwony,
zielony jest lepszy.
Możliwy algorytm to:
1: detekcja progowa (co powyżej poziomu to laser)
2: rekonstrukcja linii, także jej grubości, w przestrzeni odwzorowania
3: środek linii jest twoją izohypsą. Środek możesz różnymi algorytmami
szukać. Albo prostą średnią na obrazie progowym (0/1), albo na
wartościach jasności linii lasera (np. Gauss)

Waldek

Sun Nov 04, 2007 11:06 am   

A może zmienić kamerę?? Bo z tego, co pisałeś, to mam wrażenie, że Twoja
jest kiepskiej jakości...

Pozdrawiam
Konop

Mon Nov 05, 2007 3:41 pm   

kamer używałem różnych, lepszych i gorszych, teraz najwygodniej mi robić
zdjęcia aparatem 8 megapikseli, zdjęcie są OK...


Bardzo dziękuje za pomoc, prawdopodobnie najlepsze rezultaty uzyskam robiąc
2 zdjęcia, jedno bez lasera drugie z ..

Czy możecie mi podpowiedzieć jakie jeszcze techniki można użyć do detekcji
tego lasera, podrzucić jakieś hasła związane z tą tematyką?

i jeszcze ..
Z tego co rozumiem to laser "punktowy" zmienia się w liniowy za sprawa
zjawiska dyfrakcji ... rozkład jest prawdopodobnie przybliżony do gausa (
to jeszcze zbadam) mam taki pomysł żeby zastosować przysłony tak żeby
uzyskać większy kontrast na krawędziach .. czy to ma jakiś sens ?
laser ten miałby wykrywać bardzo małe (pojedyncze milimetry, a może nawet
ułamki milimetra) nierówności powierzchni, dlatego podejrzewam ze muszę
uzyskać linijkę lasera mniejsza niż rozdzielczość jaką chce uzyskać ...

pozdrawiam

Mon Nov 05, 2007 5:21 pm   

Rock schrieb:

nieca?kiem. Do linii laserowych uz.ywa sie; na ogó? soczewki cylindryczne.
Szerokos'c' takowej linii jest rze;du 20um dla standardowych linii, do 5um
dla precyzyjnych (i drogich). My uz.ywamy normalnych. Osia;gana
rozdzielczos'c' to ok. 5-10um, w zalez.nos'ci od powierzchni i obiektywu. W
kaz.dym razie moz.na dos'c' dobrze sprawdzic' p?ytke; z BGA. Kamera, która;
uz.ywamy ma 1536x512 square pixel. Teraz be;dzie troche; maggi:
1. Jak juz. pisa?em, jasnos'c' linii lasera musi byc' powyz.ej t?a. Moz.na to
uzyskac' za pomoca; mocy (may the power be with you), a takz.e filtrów. Jak
juz. tu ktos' napisa?, do laserów moz.na dokupic' odpowiedni filtr optyczny
pasmowo-przepustowy o szerokos'ci pasma kilkanas'cie-kilkadziesia;t nm i
polepsza to sprawe; niesamowicie. Takz.e dobór koloru lasera (czerwony,
NIR, zielony) jest waz.ny. W niektórych przypadkach dobrym jest
zastosowanie nowego rodzaju linii laserowych zrobionych na LEDach.
S'wiat?o kohezyjne jest niestety nienajlepsze do pomiarów, masz duz.e
róz.nice jasnos'ci wzd?uz. linii, tym wie;ksze, im cien'sza; linie; zrobisz.
Nawiasem mówia;c dla coponiektórych powierzchni nie laser tylko s'wiat?o
bia?e okaza?o sie; najlepszym rozwia;zaniem.
2. druga kostka maggi. Pracujesz na sygnale cyfrowym czarno-bia?ym. Jak
juz. pisa?em, kolor tylko utrudnia/uniemoz.liwia sprawe;. Normalna kamera
cyfrowa jest conieco do dupy, bo ma?o czu?a na czerwien' a jeszcze duz.o
mniej na podczerwien'. Dajesz progi, 1..2..3 sztuki, moz.esz spróbowac'.
S'wiat?o w poprzek linii (dlatego moz.e byc' troche; gruba, ale bez
przesady) ma rozk?ad mniej wie;cej gaussowski, wie;c moz.na nawet ten
dopasowac'. Analizujesz obraz ida;c w poprzeg obrazu linii lasera, czyli
na ogó? po kolumnach lub po wierszach. Np. ida;c po kolumnie 17 masz np.
pierwszy próg (powiedzmy 50% saturacji) w wierszu 50, drugi w 100.
S'rodek linii oczekujemy w wierszu 75. Drugi próg (np. 60%) jest np. 60,
90. Tu tez. by by? s'rodek linii w wierszu 75. Na ogó? be;dziesz mia? np.
62/92 i wyjdzie 77 wiersz. Bierzesz wtedy s'rednia;. Robia;c curve fitting
gaussem moz.esz osia;gna;c' rozdzielczos'c' rze;du 5 bitów mie;dzy wierszami
(zak?adaja;c 8 bitów skali jasnos'ci). I to nie jest wartos'c' z powietrza,
tyle udaje sie; osia;gna;c' systemem SICKa, pod warunkiem przyzwoitej
powierzchni mierzonej. Tak dla zainteresowanych, to te systemy osia;gaja;
pre;dkos'ci skanowania do 30k pomiarów na sekunde;. Jeden pomiar to
wspó?rze;dne ca?ej linii (1536 pix).

Ca?a butelka maggi: najwaz.niejsze jest to, by laser by? jas'niejszy niz.
cokolwiek innego. I nie pisz, z.e sie; nie da. Tym systemem da sie; mierzyc'
strukture; nawierzchni drogi, tez. w dzien'. Konkretniej przy szerokos'ci
pasma 3m i pre;dkos'ci pojazdu 60km/h z dok?adnos'cia; do 1cm w kaz.dym
kierunku (2 kamery).

Waldek

Mon Nov 05, 2007 9:49 pm   

Rock pisze:

Wiem że ktoś na AGH robił taką pracę, chyba w katedrze automatyki.

--
Pozdrawiam
Maksymilian Dutka

Mon Nov 05, 2007 11:34 pm   

Rock schrieb:

jak u ciebie z angielskim? Mogę poszukać paru publikacji na ten temat.
Poszukaj też w sieci pod sheet-of-light imaging.

Waldek

Mon Nov 05, 2007 11:42 pm   

Witam, bylbym bardzo wdzięczny za linki, z angielskim dam rade ktos
wyspy muiał budowac w wakacje
ps mozna prosic o jakąs podpowiedz gdzie szukac pracy doktorskiej Matthiasa
Johanessona.