Dual Laserpointer

[sc0pe3D]

Hallo an alle,

ich möchte für ein Uni Projekt einen Laserpunkt mit einem Rechner erkennen und darüber ein Human Interaction Device realisieren.
Dazu soll der Laserpunkt auf einer Beamerprojektion mittels IR-Cam getrackt werden. Meine Ãœberlegung war,
einen Laserpointer mit IR-Diode (für Kamera Tracking) und einer Farb-Diode (für menschliche Wahrnehmung) zu bauen.

Hat dazu einer vielleicht weitere Informationen oder Ratschläge?

LG
sc0pe

[mojo_1234]

Hi,

während meiner Studienzeit hatten wir ein ähnliches Projekt. Dafür hatten wir eine rote Laser Diode entsprechend moduliert und mit vier Photodioden versucht diesen zu tracken. Mit einer geeigneten Modulierung war es durchaus möglich, die Signal mit sehr hoher Genauigkeit und frei von Störungen zu erkennen. Über Unterschiede in den gemessenen Helligkeiten/Intensitäten konnte dann ungehfähr die aktuelle Richtung errechnet werden. Mit der vorhandenen Hardware konnte natürlich keine Information bezüglich Signallaufzeit ermittelt werden.

Mit einer IR Cam sollte ganz aber wesentlich genauer und einfach zu realisieren sein. Musst halt nur den IR Spot von anderen Störungen unterscheiden können. Nur mit schneller Modulierung wirst Du dann auch nicht mehr weiterkommen (25 Bilder pro Sekunde ist einfach zu wenig). Denke, dass wird das zu lösende Problem sein. Vielleicht sogar erst einmal mit "sichtbarem" Licht anfangen.

Grüße,
-mo-

[VDX]

... da viele Kameras auf grünes Licht ähnlich empfindlich reagieren, wie das menschliche Auge und der Punkt eines grünen Pointers viel 'greller' zu sehen ist, als das Beamerbild, würde ich's erstmal nur mit einem grünen Pointer und einer BV-Software versuchen

Viktor

[netdiver]

Ich habe so was mal für eine Firma gebaut für Fernsehstudios. Ich hatte da sogar ein HiRes Stereovision System gebaut und so die Dots in beliebigen Entfernungen detektiert .. geiles System. Über Modulation waren dann sogar bis zu 16 Punkte gleichzeitig unterscheidbar.
Ohne Modulation kannst Du naezu beliebig viele Dots tracken. Kommt dann nur noch auf die Auflösung der Kamera an und die Geschwindigkeit der Schnittstellen.

Aber mach es Dir erst mal einfach. Wenn Du nur einen Punkt als "Steuerung" benötigst, dann reicht ein sichtbarer Laserpunkt. Wenn Du den Punkt etwas heller gestaltest als den Beamer gehts einfach über Thresholding.
Alternativ (oder zusätzlich) kannst Du auch die konstant runde Form (+Durchmesser & Farbe) des Laserpunktes als Tracking-Objekt verwenden und ihn somit von anderen Störobjekten per Software unterscheiden. Ist [zensiert] schnell und eine Modulation ist dabei erst einmal nicht erforderlich.
Gibt das noch kein sauberes Tracking Ergebnis, kannst Du die Kamera Blende runter drehen. Laserpointer sind meist dennoch die einzigen "überstrahlten" Pixel im Bild. (Kommt auf Entfernung Kamera / Projektionsfläche an)
Geht aber nicht zu hoch mit der Laserpointerleistung. Sicherheit geht vor.

Bei der IR-Laserpunkt Variante müsstest Du ggf. einen IR Filter vor den Beamer hängen, da die Dinger (je nach Lichtquelle) meist auch IR Störlicht absondern. Wenn dann noch pulsierendes Restlicht von Neonbeleuchtungen dazu kommt, werden die Helligkeitslevel knapp für ein sauberes Tracking.

Die Kamera sollte 60Hz+ haben. Je mehr, je besser. Je schneller muss allerdings auch der Datentransfer und Eurer Tracking-Algorithmus sein.

Was für eine Kamera und welches Betriebssystem wollt Ihr verwenden?
Soll es eine einfache Webcam werden oder schon was höherwertiges System mit ggf. Framegrabber Karte?

Grüße

Marco

[sc0pe3D]

Hallo an alle,

danke für die sinnvollen Beiträge. Bisheriger Status ist, dass später mal eine Flea3[1] zum Einsatz kommen soll.

Sony IMX036 CMOS, 1/2.8", 2.5 µm
Rolling Shutter with Global Reset
2080x1552 at 60 FPS
720p mit 120 FPS

Aber vielleicht hat einer ja eine etwas günstigere Variante, mit der er schon mal gute Resultate erziehlt hat.
Das spätere System soll bestenfalls mehrere Laserpunkte unterscheiden können, um eventuell mehrere Player/User zu unterstützen.
Es soll so z.B. Spiel "wie FruitNinja" gesteuert werden können.
Daraus folgt, dass die Beamerprojektion auch ständig einen anderen Background produziert. Das Herausrechnenen statischer Elemente über einen Akkumulator geht also nicht so richtig. Auch das farbliche Tracken des Laserpunkts könnte deshalb schwer werden oder?
Sotware mäßig kommt momentan Objective-C++ mit OpenCV zum Einsatz. Hat jemand einen guten Ansatz für die algorithmische Erkennung?

Quelle:
[1] http://ww2.ptgrey.com/USB3/Flea3

[VDX]

... kennst du das Multitouch-Biggie/Mini-Projekt? - http://sethsandler.com/multitouch/mtbiggie/

Du kannst damit statt der Fingerschatten auch helle Lichtpunkte auswerten

Im Bereich Optik und verschiedene Wellenlänge bzw. empfindliche Kameras geht da noch einiges ...

Viktor