Synchronbetrieb Messarm und Kamera

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19.11.2014, 10:00
Hamija

Synchronbetrieb Messarm und Kamera

Hallo zusammen,

ich arbeite gerade an einem Projekt, bei dem eine Kamera an einen Messarm montiert werden soll.

Durch den Messarm soll die Kamera bzw. soll jedes aufgenommenen Kamerabilde eine Beschreibung im Raum (Messbereich des Messarms) erhalten. Um die Beschreibung Kamerabilder im Raum zu erhalten müssen Kamerabild und Ortsinformation (x-y-z-Werte) des Messarm gleichzeitig aufgenommen werden.

Ich bin in dem Thema Maschinenansteuerung/Sensorik/Signalverarbeitung ein ziemlicher Neuling. Deswegen wollte ich euch um Tipps/Hilfe bitten.

Meine Lösungsidee für die gleichzeitige Aufnahme:

Ich erzeuge zwei Hardware-Triggersignale, eins für die Kamera und eins für den Messarm. Die Hardware-Triggersignale werden zeitlich synchron an Kamera und Messarm geschickt. Kamera und Messarm speichern bei einem eingehenden Hardware-Triggersignal die Information (Bild und x-y-z-Werte) ab.

Die komplette Auswertung/Ansteuerung möchte ich gerne über einen normalen PC realisieren.

Ich habe mich schon in die Richtung informiert:

Ich könnte das Hardware-Triggersignal über ein USB/PC-Steckkarten - I/O-Modul von z. B. Meilhaus/ National Instruments erzeugen. Desweitern bin ich immer auf SPS, Soft-SPS und Echtzeitbetrieb gestoßen. Habe leider keine Ahnung, ob sowas notwendig ist.

Mein Fragen:
Wie erzeuge ich am besten ein zeitlich synchrones Hardware-Triggersignal?
Was ist die beste Hardware um ein Hardware-Triggersignal zu erzeugen?
Ist für sowas ein Echtzeitbetrieb notwendig?

Vielleicht könnt ihr mir ein paar Tipps geben, wie sich so ein Aufbau am besten realisieren lässt.

Vielen Dank für eure Hilfe.
25.11.2014, 08:47
Hamija

Kann mir jemand helfen?

Vielen Dank.

Gruß

Hamija
25.11.2014, 09:22
oberallgeier

Zitat:

... Kamerabild und Ortsinformation (x-y-z-Werte) des Messarm gleichzeitig aufgenommen werden ...

Ohne dass mir derzeit ne Lösung vorschwebt sind (mir) noch einige Angaben schleierhaft:
Mit welcher Frequenz werden die Bilder gemacht ?
Mit schnell ist der Messvorgang der Koordinaten ?
Wie schnell dreht sich dabei der Messarm ?
Wie liegen die x-y-z-Werte des Messarms vor ?
Wo liegen die x-y-z-Werte des Messarms nach Triggerung der Koordinatenmessung ?
Kann der Messarm die Koordinatenwerte abspeichern ? Wo ?
Kann der Messarm zu den Ortskoordinaten nicht auch eine Zeitmarke zum Datensatz dazupeichern ?

Nur mal so - als Anfang der Lösungsdiskussion. Als Trigger für den Messarm wäre der Blitzkontakt möglich, meiner Meinung nach die beste Wahl. Triggern auf den ersten Vorhang wäre sinnvoll, damit gibts keine Zweifel, dass kein Automatikvorgang wie Scharfeinstellen etc. den Belichtungsvorgang verzögert und die Koordinaten sind immer an eine Belichtung gebunden.
25.11.2014, 10:10
malthy

Hallo!

Wenn ich Dich richtig verstehe, kann sowohl die Kamera als auch Dein Messsystem auf einen externen Trigger hin das Bild machen bzw. den Messpunkt nehmen. Mal vorausgesetzt beide Systeme verpassen keine Trigger, könntest Du nun doch irgendwie (im einfachsten Falle gar mit einem NE555 ;-)) ein Triggersignal mit der Frequenz der Framerate Deiner Kamera machen und schon hast Du beide Systeme synchonisiert - zumindest scheinbar ;-). Wenn Du Deine Auswertung dann offline machst, könntest Du den Film an Deiner Messdatensequenz ausrichten und hättest die gewünschte Zuordnung. Je nach Beleuchtung wird die Kamera einige Zeit integrieren um das Bild zu machen, wenn sich Dein Messarm währenddessen weiterbewegt, verlierst Du Genauigkeit (wie oberallgeier schon schreibt). Es kommt vermutlich stark auf die Kamera an, wie "deterministisch" sie sich verhält.

Vielleicht habe ich aber Dein Problem auch komplett mißverstanden?

Gruß
Malte
27.11.2014, 12:04
Hamija

Viele Fragen kann ich Moment leider nicht genau beantworten, aber ich probiere es einfach mal.

Zitat:

Mit welcher Frequenz werden die Bilder gemacht ?

Die Kamera kann bis zu 30fps. Die Bildaufnahmefrequenz soll/wird über die Triggerfrequenz gesteuert. Wenn das Triggersignal eine Frq. von 10Hz hat, dann beträgt die Bildaufnahmefrq. 10fps.

Zitat:

Mit schnell ist der Messvorgang der Koordinaten?

Das ist leider eine unbekannte Größe. Ich weiß bloss, dass zwischen der Erkennung eines Triggersignals (steigende Flanke) bis zur Auslesung der Koordinaten 8µm vergehen (laut Hersteller).

Zitat:

Wie schnell dreht sich dabei der Messarm ?

Der Messarm wird per Hand geführt, vielleicht max. mit 0,03 m/s (grobe Schätzung).

Zitat:

Wie liegen die x-y-z-Werte des Messarms vor ?
Wo liegen die x-y-z-Werte des Messarms nach Triggerung der Koordinatenmessung?
Kann der Messarm die Koordinatenwerte abspeichern? Wo ?

Der Hersteller des Messarm stellt Funktionen zu Implementierung bereit. Über eine Funktion können x-y-z-Werte ausgelesen werde. Diese liegen dann als Zahlenwerte vor und können/müssen dann manuell z. B. in einer TXT-Datei gespeichert werden.

Zitat:

Kann der Messarm zu den Ortskoordinaten nicht auch eine Zeitmarke zum Datensatz dazupeichern ?

Laut Bedienungsanleitung stellt der Hersteller keine Funktionen/Möglichkeiten für eine Zeitmarke vor. Ich müsste die Koordinaten selbst mit einer Zeitmarke versehen.

Zitat:

…Lösungsdiskussion. Als Trigger für den Messarm wäre der Blitzkontakt möglich…

Triggerung über den Blitzkontakt ist eine gute Idee. Ich erkundige mich, ob die Kamera einen Ausgang für den Blitz bereitstellt und wie auf diesen zugegriffen werden kann.

Vielen Dank für deine Hilfe

Gruß

Hamija