Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kamera/Sensor für "flächige" Nahfeld-Aufnahme


von cam (Gast)


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Hallo,

ich möchte von einem Bereich 150cm x 20cm mit einer Entefernung von ca 
1-15cm Fotos aufnehmen.

Eine "normale" Kamera ist dafür ungeeignet, weil wenn diese in der 
"Mitte" plaziert wird ist der Rand 75cm von der Kamera entfernt und die 
Mitte nur wenige cm.

Deshalb habe ich überlegt ein Array von mehreren Kameras nebeneinander 
anzuordnen.

Auflösung ist nicht ganz so wichtig. Habt ihr dafür Ideen?

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Ist das, was Du da aufnehmen möchtest, etwas, was sich schnell 
verändert?

Wenn nicht: Denke über eine mechanisch bewegte Zeilenkamera mit 
Projektionsoptik nach -- so etwas findet sich in 
nicht-CIS-Flachbettscannern (die "LiDE"-Modelle von Canon fallen daher 
aus).

Allerdings ist die Schärfentiefe auch bei Scannern mit Projektionsoptik 
beschränkt; was genau ist das, was Du da aufnehmen möchtest? Etwas 
flaches, oder etwas mit Vorsprüngen?

Warum muss der Aufnahmeabstand so extrem gering sein?

von oszi40 (Gast)


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cam schrieb:
> Habt ihr dafür Ideen?

Einige Kameras mit Weitwinkel suchen und zu Panoramafoto montieren 
lassen?

Problem dabei sind optische Verzerrungen, die leider erst mit höherer 
Brennweite abnehmen. Genau deshalb hatten übliche Fotoapparte ein 
50mm-"Normalobjektiv". Bei 20mm-Objektiv waren alle geraden Linien total 
verbogen. Heute rechnen gute Kameras die optischen Fehler etwas heraus.

von tmomas (Gast)


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cam schrieb:
> Habt ihr dafür Ideen?

Kannst du diese Fragestellung etwas präzisieren?
Was schwebt dir als Antwort vor?

- Welche prinzipiellen Lösungsmöglichkeiten es gibt (Prinzip 
Zeilenkamera, Kompaktkamera, USB Webcam, ...)
- Welche Kameras (Hersteller/Modell) dafür taugen?

von tmomas (Gast)


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Nochwas:

- Müssen die Bilder aller Kameras gleichzeitig geschossen werden oder 
geht auch nacheinander?

- Wieviele Bilder pro Minute/Sekunde?

- Wieviel Licht ist vorhanden?

von bvf (Gast)


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cam schrieb:

> Auflösung ist nicht ganz so wichtig. Habt ihr dafür Ideen?

Dafür komm ich in die Hölle:

Nimm mehrere HD-USB-Webcams, lese sich gleichzeitig/sequenziell unter 
Linux aus und füge die Bilder mittels der Panorama Tools 
(http://panotools.sourceforge.net/) zusammen.

Die Panotools suchen automatisch übereinstimmungen zwischen den Bildern 
und füttern damit den Stitcher. Das funktioniert, bei meiner Digicam, 
selbst mit übelst verrauschten und unscharfen Bildern extrem 
zuverlässig.

Müsstest du halt noch die Kameras an ein Gerüst schrauben, bzw. eine 
Kamera an einen alten ausrangierten A3 bzw. A2 Plotter.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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bvf schrieb:
> Nimm mehrere HD-USB-Webcams,

Die muss man für die extrem kurze Focusdistanz (1 bis 15 cm) allerdings 
noch umbauen.

von qwertzuiopü+ (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Heute rechnen gute Kameras die optischen Fehler etwas heraus.

Heute rechnen gute Ingenieure die Verzeichnung aus dem Objektiv raus... 
Kein Objektiv >200€ hat noch nennenswerte Verzeichnungen - Fisheye 
ausgenommen.

von cam (Gast)


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Danke schonmal, hier noch etwas präziser:

im Prinzip möchte ich so etwas wie Kinect, LeapMotion, NimbleSense 
bauen, also MotionTracking für Hände/Finger.

Aufgrund der Anforderungen 150x20cm und Abstand 1-15cm brauche ich etwas 
"flächiges".

Samplingrate 10-100Hz, was mechanisches Fällt raus.

Außerdem sollte die "Kamera" auch nicht all zu tief sein (Baugröße), 
d.h. ein große/lange Objektive fallen ebenfalls raus.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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cam schrieb:
> Aufgrund der Anforderungen 150x20cm und Abstand 1-15cm brauche ich etwas
> "flächiges".

Ah ... Geht es um 88 virtualisierte Tasten, möglicherweise?

von tmomas (Gast)


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bvf schrieb:
> Nimm mehrere HD-USB-Webcams, lese sich gleichzeitig/sequenziell unter
> Linux aus

Vergiss es, denn...

cam schrieb:
> Samplingrate 10-100Hz, was mechanisches Fällt raus.

Das heißt: Gewünscht ist wohl eine mehr oder minder Gleichzeitigkeit der 
Aufnahme. Mehrere USB Cams gleichzeitig am gleichen Bus - das wird mit 
hoher wahrscheinlichkeit nicht funktionieren, da die 
Übertragungskapazität von USB endlich ist.

Im Extremfall kann man nichtmal 2 Logitech C270 gleichzeitig an einem 
Bus betreiben (Suchstichwort: "No space left on device").

von Karl H. (kbuchegg)


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cam schrieb:

> Aufgrund der Anforderungen 150x20cm und Abstand 1-15cm brauche ich etwas
> "flächiges".

Was ist der Grund für die 1 bis 15cm Abstand.
Die sind nämlich dein Hauptproblem und genau da würde ich versuchen den 
Hebel anzusetzen.

von optical4512 (Gast)


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cam schrieb:
> Habt ihr dafür Ideen?

Vermutlich geht es hiermit: http://www.vvvv.org/

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Es gab mal Vorsatzlinsen nach Art der Gleitsichtbrille.

Ich finde leider im Moment nichts, nur normale Nahlinsen wie hier:
http://www.fotolinsen24.de/nahlinsen/index.php
http://www.schneiderkreuznach.com/photo-imaging/produktbereiche/b-w-fotofilter/produkte/filtertypen/nahlinsen/

von cam (Gast)


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Ja, es geht darum Tasten, bzw die Hände / Finger wie bei einer Klaviatur 
aufzunehmen.

von oszi40 (Gast)


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Fürs Klavier könnte eine Kamera mit ausreichend Auflösung und 
ausreichend Abstand schon ein Ansatz sein. Je mehr Kameras, desto mehr 
Rechenzeit wird nötig sein, um alles zu einem Panorama zusammenzufügen.

von cam (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Fürs Klavier könnte eine Kamera mit ausreichend [...] Abstand schon ein Ansatz 
sein.

Prinzipiell ja, aber:
- Anforderung: geringer Abstand von "Sensor/Kamera" zu Objekt (Finger) = 
1cm-15cm

von Amateur (Gast)


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Läuft nicht!

Schon allein die 1cm zu 150cm Relation geht nicht - Fisheye.

Dazu kommt noch, dass Dir die Erleuchtung fehlt - oder wie soll das 
Ganze, möglichst auch noch homogen Erhellt werden?

von Karl H. (kbuchegg)


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Amateur schrieb:
> Läuft nicht!
>
> Schon allein die 1cm zu 150cm Relation geht nicht - Fisheye.

Ich denke, das wird noch nicht mal mit einem Fisheye gehen.

> Dazu kommt noch, dass Dir die Erleuchtung fehlt - oder wie soll das
> Ganze, möglichst auch noch homogen Erhellt werden?

Dazu kommt dann auch noch die optische Abschattung durch 'davor' 
liegende Finger. Auch stelle ich es mir optisch relativ schwer vor, eine 
tatsächlich gedrückte Taste zu detektieren und von durchs Bildfeld 
huschenden Fingern zu unterscheiden.

Pro Oktave eine Kamera. Und zwar nicht auf der Tastenseite sondern im 
inneren, die die jeweiligen Hämmer im Auge behält?

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Ist doch wieder völliges Rumgestrampel weil nur eine vermeintliche 
Lösung und nicht das Problem selbst beschrieben wird.
Erst waren es nur Bilder aufnehmen, dann sollten (schnelle) Bewegungen 
detektierbar sein, am Ende sollen die auch noch dreidimensional 
ausgewertet werden(Tastendruck)

Für mich ist das ein Trollthread solange nicht massiv Butter bei die 
Fische gebracht wird, und zwar vom TO in Form von konkreten (auch 
quantitativen) Aussagen.

von Georg (Gast)


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qwertzuiopü+ schrieb:
> Heute rechnen gute Ingenieure die Verzeichnung aus dem Objektiv raus...

Kannst du mir erklären, wie man bei einer Aufnahme von 150 cm Breite aus 
1cm Entfernung die Tatsache, dass man den grössten Teil unter einem sehr 
kleinen Winkel von der Seite sieht, den Teil vor der Kamera aber von 
oben, "aus dem Objektiv rausrechnet"? Mal abgesehen davon, dass man 
überhaupt nur soweit sehen kann, wenn das Aufnahmefeld völlig flach ist 
(z.B. keine Finger auf einer Tastatur) - aber dafür haben deine 
"findigen Ingenieure" sicher auch einen Algorithmus parat, die 
Sichthindernisse werden halt einfach weggerechnet. Oder man muss 
transparente Finger haben.

Georg

von Ezis B. (ezis_b)


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Tilt-shift objektive kann das machen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Angehängte Dateien:

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Ich habe den alten Prospekt gefunden, den Link zum Hersteller der Reihe 
"B+W" hatte ich oben schon genannt. Irgendwann aus den Siebzigern.

Hama nennt das anscheinend "Split-Linse", ebay-Preise um 20€.

: Bearbeitet durch User
von cam (Gast)


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Also wie anfangs geschrieben möchte ich "flächig" aufnehmen, also NICHT 
eine Kamera in der Mitte sondern irgendwie etwas verteiltes.

von Georg (Gast)


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cam schrieb:
> Also wie anfangs geschrieben möchte ich "flächig" aufnehmen, also NICHT
> eine Kamera in der Mitte sondern irgendwie etwas verteiltes.

Da bleiben mehrere/viele Kameras als einziges - aber um die 100 x pro 
Sekunde zusammenzu"stitchen" und dazu noch die Verzerrungen 
rauszurechnen brauchst du wohl einen massiven Parallelrechner. Du 
könntest die Bilder festmontiert und mit eigener Software 
aneinanderfügen, aber da wirst du beim Einstellen wahnsinnig und 
verzerrungsfrei ist das Ergebnis auch nicht.

Georg

von Karl H. (kbuchegg)


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Georg schrieb:
> cam schrieb:
>> Also wie anfangs geschrieben möchte ich "flächig" aufnehmen, also NICHT
>> eine Kamera in der Mitte sondern irgendwie etwas verteiltes.
>
> Da bleiben mehrere/viele Kameras als einziges - aber um die 100 x pro
> Sekunde zusammenzu"stitchen"

Wobei ich mal in Frage stelle, ob zur Identifikation der Fingerakrobatik 
eines Pianisten überhaupt ein Stitchinig notwendig ist.

So wie ich das sehe: Wenn überhaupt, dann die Klaviatur in Bereiche 
aufteilen, wobei es pro Bereich eine Kamera PLUS eine entsprechende 
Auswertung dieses Bereichs gibt. Erst die Ergebnisse dieser 
Einzelbewertungen werden dann zusammengeführt.

Aber: ob das alles in Summe einfacher, zuverlässiger und/oder günstiger 
als eine entsprechend modifizierte Klaviatur ist, bei der irgendwie 
anders jede einzelne der 88 Tasten bzw. Hämmer überwacht werde ... ich 
hab da meine Zweifel.

: Bearbeitet durch User
von cam (Gast)


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Vielen Dank schonmal für die Anregungen.

Von Stitching etc. war nie die Rede, außerdem geht es auch nicht um die 
Klaviatur, d.h. mit Hammerköpfen erfassen hat das überhaupt nichts zu 
tun, deshalb habe ich davon auch im Eingangspost nichts geschrieben.

Es geht mir um die Bild-ERFASSUNG eben dieses angegebenen Bereichs. 
Stichting / Verzerrungskorrektur ist KEINE Anforderung. Es geht 
lediglich darum den Bereich überhaupt mal "flächig" zu erfassen.


D.h. ich suche im Prinzip irgend eine Art von Sensor/Kamera-Array mit 
geringer Bautiefe und Fokus im Bereich 1-15cm.

Damit wären wir übrigens wieder beim Eingangspost angekommen... :-)

von Georg (Gast)


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cam schrieb:
> Von Stitching etc. war nie die Rede

Irgendwie musst du ja aus den Einzelbildern ein Gesamtbild machen, wie 
stellst du dir das denn vor?

cam schrieb:
> Damit wären wir übrigens wieder beim Eingangspost angekommen

Eben, und da wäre es am besten sich dazu garnicht mehr zu äussern, 
bringt ja eh nichts.

Georg

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Also erst mal möglichst hell (und gleichmäßig) beleuchten, dann kann die 
Blende schmal werden, das erhöht die Tiefenschärfe.
Dann könnte eine spezielle "Gleitsichtlinse" passen, die in der Mitte 
"kurzsichtig" und zu beiden Seiten "weitsichtig" ist. Die dürfte 
irgendwie zylindrisch geformt sein.

Edmundoptics ist zwar eine Apotheke aber zumindest zum Schmökern 
geeignet:
http://www.edmundoptics.de/optics/optical-lenses/cylinder-lenses/pcx-cylinder-lenses/2110
Solche Linsen gibts auch als Leselineal

von Karl H. (kbuchegg)


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cam schrieb:

> D.h. ich suche im Prinzip irgend eine Art von Sensor/Kamera-Array mit
> geringer Bautiefe und Fokus im Bereich 1-15cm.
>
> Damit wären wir übrigens wieder beim Eingangspost angekommen... :-)

Damit sind wir wieder dort angekommen, dass auch du die Physik nicht 
überlisten kannst.
Geht es anderen auch so, dass man sich hinterher ärgert, sich überhaupt 
Gedanken gemacht zu haben, nur weil der Frager nicht erkennt, dass der 
von ihm angedachte Weg in ein Sackgasse führt, aus der es kein Entkommen 
gibt?

: Bearbeitet durch User
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