Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

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laserbeginner
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Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von laserbeginner » Do 07 Feb, 2019 12:49 pm

Hallo zusammen,

ich habe eine Frage, zu der ich im Forum noch keine Antwort gefunden habe. Ich bin relativ unerfahren, was den Umgang mit Lasern betrifft. Ich möchte für ein Projekt einen Linienlaser an einem prototypischen Fahrzeug verbauen, um eine Stoplinie vor das Auto zu projizieren. (vorab, das Fahrzeug wird nicht im Straßenverkehr fahren und somit Lichtregulierungen irrelevant)

Der Laser wird klappbar gestaltet, um unterschiedliche Distanzen von Fahrzeug zur Projektion zu realisieren (prinzipiell wie eine eingebaute Rückfahrkamera in einem Emblem, siehe Link: https://www.ebay.de/i/232979800343).
Skizze.PNG
Das Problem: Die Breite der Linie soll immer gleich sein, wodurch ein unterschiedlicher Linienwinkel notwendig ist (siehe Skizze).
Skizze_Draufsicht.PNG
Eine Möglichkeit, die mir bei der Recherche eingefallen ist, wären unterschiedliche Linienoptiken (https://www.lasershop.de/linienlaser/li ... anguage=de), die jedoch automatisch mit unterschiedlichen Projektionsdistanzen gewechselt werden müssten. Dafür ist mir noch keine geeignete Lösung eingefallen. Erster Gedanke war der Wechsel von Linienoptiken durch eine Art Magazin, vom Prinzip wie das Einschieben von Dias in einem Diaprojektoren. Allerdings weiß ich nicht, ob das prinzipiell funktionieren kann...

Gibt es Anmerkungen zu der Idee an sich?
Hat jemand in der Community noch eine andere/bessere Idee, das Vorhaben umzusetzen?

Auch bin ich noch auf der Suche nach einem passenden Linienlaser. Folgende Rahmenanforderungen gibt es:
  • Möglichst hohe Lichtleistung bei keiner Gefährdung für das Auge (Vorschlag: Klasse 2M?)
  • Farbe nicht ausschlaggebend (grün wohl am besten sichtbar, rot am günstigsten?)
  • Grundsätzlich möglichst günstig
Habt ihr Vorschläge/ gute Erfahrungen?

Danke und viele Grüße
Moritz
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Sheep
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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von Sheep » Do 07 Feb, 2019 2:47 pm

Hallo Moritz

Um den Abstrahlwinkel der Linie zu verändern könntest du einfach das Lasermodul mit Linienoptik in eine Hülse verbauen die auf dem Modul verschoben werden kann.
Oder anders rum; Also die Hülse fest verbauen und den Laser mit Linienoptik in der Hülse verschieben.
Dadurch kannst du den Abstrahlwinkel stufenlos verändern.
Hier eine schematische Zeichnung zu besseren Erklärung:
Linienlaser mit Hülse.jpg
Gruss Sheep
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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von laserbeginner » Do 07 Feb, 2019 3:56 pm

Hallo Sheep,

Danke für die super Idee! Sollte so funktionieren, sogar stufenlos.
Thema bei dieser Konstruktion: Dadurch wird mir natürlich auch einiges an Lichtleistung verloren gehen, wodurch die Linie schlechter sichtbar sein wird.

Wenn ich den Gedankengang weiterverfolge, wäre ein ähnliches Prinzip mit einer Linse möglich - auch ohne Verlust der Lichtleistung?
Ich denke vom Prinzip an ein Plusglas bei Weitsichtigkeit, das in der Theorie etwas ähnliches machen könnte... (Optikgenies nach vorne :lol: )

Gruß

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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von laserbeginner » Do 07 Feb, 2019 5:26 pm

Ein kleiner Nachtrag bezüglich der zulässigen Laserleistung, macht eine Berechnung auf diese Weise Sinn:

Angenommen ich verwende in der Ausgangsform einen 90° Linienlaser, und projziere auf eine Distanz von 1m, wodurch ich auf eine Linienlänge von 2m komme: Dürfte ich maximal einen 285 mW Laser verwenden, um ein Gefährdung ausschließen zu können?
(Angenommen niemand kann unter einer Distanz von 1m in den Laser blicken)

Formel: 1mW pro 7mm (Pupillendurchmesser)
2000mm / 7mm ~ 285 mW

Gruß

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Sheep
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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von Sheep » Do 07 Feb, 2019 7:21 pm

laserbeginner hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 3:56 pm
Dadurch wird mir natürlich auch einiges an Lichtleistung verloren gehen, wodurch die Linie schlechter sichtbar sein wird.
Aber dafür steigt die Leistungsdichte pro mm2 am Strahlaustritt nicht wenn der Winkel verkleinert wird.
laserbeginner hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 3:56 pm
Wenn ich den Gedankengang weiterverfolge, wäre ein ähnliches Prinzip mit einer Linse möglich
Wäre bestimmt möglich aber dann steigt auch die Leistungsdichte pro mm2 am Strahlaustritt.
Und der Preis :wink:
laserbeginner hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 5:26 pm
Angenommen ich verwende in der Ausgangsform einen 90° Linienlaser, und projziere auf eine Distanz von 1m, wodurch ich auf eine Linienlänge von 2m komme: Dürfte ich maximal einen 285 mW Laser verwenden, um ein Gefährdung ausschließen zu können?
Die Rechnung stimmt nur wenn die Linienoptik die Leistung absolut homogen auf der ganzen Linie verteilt.
laserbeginner hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 5:26 pm
(Angenommen niemand kann unter einer Distanz von 1m in den Laser blicken)
Das kann man nicht einfach annehmen... das müsste man unüberwindbar sicherstellen!
Heisst zusätzliche Elektronik... evtl. könnte man die Parkdistanzsensoren oder den Radar des Tempomat-Distanzreglers dafür verwenden wenn das abgenommen wird.
Es könnte ja auch einer auf der Haube liegen und von oben hinein schauen :wink:

Ich kapiere aber immer noch nicht so ganz was du mit dieser Linie anstellen willst?
laserbeginner hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 12:49 pm
um eine Stoplinie vor das Auto zu projizieren.
Die Linie fährt ja mit dem Auto mit und wird somit nie zu einer Stoplinie?
Kannst resp. darfst du da mehr dazu schreiben?
Evtl. gibt es besser Lösungen für dein Problem...

Gruss Sheep
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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von laserbeginner » Fr 08 Feb, 2019 9:13 am

Hallo Sheep,
Sheep hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 7:21 pm
Aber dafür steigt die Leistungsdichte pro mm2 am Strahlaustritt nicht wenn der Winkel verkleinert wird.
Auch richtig.
Sheep hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 7:21 pm
Die Rechnung stimmt nur wenn die Linienoptik die Leistung absolut homogen auf der ganzen Linie verteilt.
...und das ist so gut wie nie der Fall? Gibt es eine Art "Sicherheitsfaktor", um Inhomogenitäten auszugleichen?
Sheep hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 7:21 pm
Es könnte ja auch einer auf der Haube liegen und von oben hinein schauen :wink:
Ohje, das will ich ja mal nicht hoffen :D
Sheep hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 7:21 pm
Die Linie fährt ja mit dem Auto mit und wird somit nie zu einer Stoplinie?
Deswegen die Verkippung des Lasers, um verschiedene Projektionsdistanzen sicherzustellen.
Angenommen ein Fahrzeug möchte vor einem Zebrastreifen anhalten (langsames Fahrszenario, circa 20 km/h). 5m vor Erreichen des Zebrastreifens wird eine Haltelinie projiziert, und zwar knapp vor den Zebrastreifen. Mit Bremsvorgang und Annäherung des Fahrzeugs an den Zebrastreifen verändert sich der Winkel des Lasers und somit die Projektionsdistanz, bis es kurz vor der Linie zum Stillstand kommt. Warum sollte ein Fahrzeug das tun? Um seine Intention an andere Straßennutzer wie Fußgänger zu kommunizieren.
Sheep hat geschrieben:
Do 07 Feb, 2019 7:21 pm
Evtl. gibt es besser Lösungen für dein Problem...
Möglich, wenn dir etwas einfällt, ich bin offen für Vorschläge :)

Grüße

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Sheep
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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von Sheep » Di 12 Feb, 2019 8:30 am

Hi
laserbeginner hat geschrieben:
Fr 08 Feb, 2019 9:13 am
Warum sollte ein Fahrzeug das tun? Um seine Intention an andere Straßennutzer wie Fußgänger zu kommunizieren.
Ok es geht also um autonome Autos. Da muss ja aus Sicherheitsgründen sowieso alles rund ums Auto erfasst und überwacht werden. Dadurch sollte die Laserleistung gar keine Rolle mehr spielen weil man die Umgebungsüberwachung auch zur Abschaltung des Lasers nutzen kann.
laserbeginner hat geschrieben:
Fr 08 Feb, 2019 9:13 am
Möglich, wenn dir etwas einfällt, ich bin offen für Vorschläge

Natürlich gibt es andere Möglichkeiten die aber auch vor und Nachteile haben.
Es könnte ja auch einfach eine Leuchtschrift an der Fahrzeugfront sein auf der steht "Ich bremse".
Oder ein kleiner Videobeamer... aber günstiger wird das auch nicht :roll:

Was mich aber bei all diesen optischen Lösungen etwas stört ist das es nur für sehende Menschen funktioniert.
Alle die sehen können sehen ja auch, dass das Fahrzeug anhält.
Die Blinden oder schlecht sehenden Menschen haben jetzt schon grosse Probleme mit E-Fahrzeugen.
Ich frage mich deshalb ob es nicht sinnvoller wäre ein akustisches Signal zu geben :freak:

Sorry wenn ich dein Projekt grundsätzlich in Frage stelle!
Mein Partnerin arbeitet mit Menschen mit Handicap. Deshalb bin ich auch etwas sensibilisiert auf dieses Thema.

Gruss Sheep
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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von laserbeginner » Di 12 Feb, 2019 5:27 pm

Sheep hat geschrieben:
Di 12 Feb, 2019 8:30 am
Ok es geht also um autonome Autos.
Gut kombiniert :)
Sheep hat geschrieben:
Di 12 Feb, 2019 8:30 am
Es könnte ja auch einfach eine Leuchtschrift an der Fahrzeugfront sein auf der steht "Ich bremse".
Oder ein kleiner Videobeamer... aber günstiger wird das auch nicht :roll:
Viele Gedanken, die sich viele Leute zur Zeit machen...
Sheep hat geschrieben:
Di 12 Feb, 2019 8:30 am
Sorry wenn ich dein Projekt grundsätzlich in Frage stelle!
Mein Partnerin arbeitet mit Menschen mit Handicap. Deshalb bin ich auch etwas sensibilisiert auf dieses Thema.
Kein Problem, schön dass Leute mitdenken und Interesse zeigen. Das Ganze könnte ja auch Teil eines Gesamtkonzeptes sein, das multimodal sein kann (vielleicht, oder auch nicht? :wink: ).

Gruss

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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von gento » Mi 27 Feb, 2019 7:56 pm

Ich würde zwei Galvos nehmen und die per CPU>DA würden die völlig ohne fummelei auf Komados sich selbst einstellen.

lg Gento
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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von laserbeginner » Mo 20 Mai, 2019 4:47 pm

Hallo zusammen,

ein etwas verspätetes Update zu dem Projekt. Ich habe das Ganze inzwischen praktisch umgesetzt. Für Demonstrationszwecke habe ich einen Laser der Klasse 1 (https://www.laserfuchs.de/de/linienlase ... =1&slide=2) verwendet. Der Laser ist an einer beweglichen Klappe befestigt, die durch einen Servomotor bewegt wird. Den Linienwinkel kontrolliere ich über eine "Kapsel", die linear durch einen zweiten Servomotor mit Zahnrad bewegt wird. Die Teile (Kapsel, Klappe, Buchse für Klappe) sind 3D gedruckt.
Angesteuert werden die Servos über einen Raspberry Pi, den ich auch für das An- und Ausschalten des Lasers verwende, indem ich das Gate eines MOSFETs durch einen GPIO des Pis schalte.
Bezüglich Lasersicherheit gibt es hardwaretechnisch Anschläge, dass der Laserstrahl nicht in Augenhöhe strahlen kann.

Falls Interesse besteht, kann ich gerne nähere Infos geben. Schreibt mir einfach : )

Danke nochmals an die Community für die guten Ideen!

VG

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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von R3N3 » Mo 20 Mai, 2019 7:18 pm

Foooootoooooos :D

Hat es in der "Durchführung am Fahrzeug" auch schon funktioniert oder ist bisher "nur" das technische Grundgerüst fertig?

LG, Rainer

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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von laserbeginner » Mo 20 Mai, 2019 9:23 pm

Here we go... Das Ganze ist ein Uniprojekt und somit ein Prototyp. Weiß nicht, was du unter Durchführung "am Fahrzeug" verstehst. Ein Serienprodukt ist es nicht und wird es vermutlich in naher Zukunft auch nicht. Aber wer weiß ;)

Zunächst das montierte Gesamtmodul:
IMG_20190510_182020.jpg
Hier eingebaut in einem realen Bauteil:
front_projection_real_bumper.jpg
Und mit projizierter Linie.
IMG_20190516_211530_bearbeitet.jpg

VG
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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von VDX » Mo 20 Mai, 2019 9:54 pm

... ich bin auch eher der Meinung, daß das mit günstigen Galvoscannern besser zu lösen wäre -- die (beliebig projizierbare) Linie oder auch ein grafisches Symbol (z.B. Rechtsabbiege-Pfeil o.Ä.) können ja durchaus "flimmern" ... und die billigen China-XY-Galvoscanner gibt's schon für ziemlich lau ...

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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von laserbeginner » Mo 20 Mai, 2019 10:49 pm

Gut möglich. Das war eine funktionierende Lösung für das Problem einer einfachen Linienprojektion, die für mich relativ gut realisierbar war. Musste hierfür "nur" den Laser und den kleinen Modellbau-Servo (glaube 8€) zukaufen.

Für Designflexibilität wäre die angesprochene Lösung definitv interessant.
VDX hat geschrieben:
Mo 20 Mai, 2019 9:54 pm
und die billigen China-XY-Galvoscanner gibt's schon für ziemlich lau ...
Hast du hierfür mal einen beispielhaften Link?

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Re: Linienlaser mit verstellbarem Linienwinkel

Beitrag von VDX » Di 21 Mai, 2019 12:34 am

... such mal bei ebay oder amazon nach "galvoscanner" - hier z.B. was für unter 90€:

https://www.ebay.de/itm/20KPPS-30KPPS-G ... ctupt=true

Da es bei euch nicht um "Lasershow-Leistung" geht, sondern ein "Flimmern" der Geometrie eher noch vorteilhaft ist, wäre das mehr als ausreichend :freak:

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