Добрый вечер.

Есть определенная задача - нужно сделать автоматическую систему измерения диаметра сортимента (круглый лес) при движении по сортировочной линии (измерения вершины - меньший диаметр бревна , измерения комля - больший диаметр бревна).

В существующих действующих системах определение производится при помощи расположенных друг напротив друга линейки свето и фото диодов , данные обрабатываються компьютером.
Измерять нужно диаметры от 8 см до 50 см возможна погрешность +- 5 мм. (10 мм)

С реализацией обработки на компьютере вопросов нет - сложность в подборе готовых линеек фотодиодов .

1)Подскажите пожалуйста - какие готовые линейки существуют (если возможно ссылки) или какие контроллеры существуют заточееные для обработки линейки фотодиодов (до 200 штук светодиодов)

2)Какие есть еще варианты измерения диаметра (размеров) в данных диапазонах до 50 см

3)Какие датчики можно попробовать применить для решения данной задачи.

2) - был сюжет по Евро Ньюс, так там эту же задачу решали с помощью видеокамеры подключенной к PC.
3) - соответственно: IP-камера, или Web-камера, или PAL-камера+плата_захвата_видео..+программа обработки на PC.

По-моему, предлагаемые выше способы - из раздела "как палить из пушки по воробьям"...
Что мешает установить какой-нибудь рычаг или шток, так чтобы он прижимался к бревну в верхней точке. Можно какие-нибудь ролики предусмотреть на конце, чтобы лучше катился при движении. Ось рычага соедините с обычным переменным резистором. Или купите готовый датчик от дроссельной заслонки в ближайших автозапчастях. Подключите датчик к любому простейшему МК c АЦП на борту, чтобы пересчитывал угол поворота в диаметр и передавал данные в компьютер...

@Ark бревно может быть разной длины на каком растоянии вы предлагаете установить рычаги? С большой вероятностью у бревна останутся сучки, длиною до нескольких сантиметров. Бревно либо застрянет об рычаги либо их обломает. Использование механических частей (переменный резистор) огромный минус - надолго не хватит. По-моему у такого способа одни минусы по сравнению со светодиодной линейкой. Вариант со светодидами мне кажется оптимальным. Зная скорость движения бревная можно узнать его длину. Ошибки измерения в виде сучкой легко определить на движущемся бревне. Не механических частей.

Вообще-то, оно движется в "торцевом" направлении, насколько я понимаю. Поэтому, вопрос про расстояние - не корректен. В процессе движения - получите все диаметры "от корня" до макушки.

Это вопрос конструктивного исполнения (механического). Не вижу здесь серьезных проблем. Если все грамотно сделать - ничего не сломает и не застрянет.

Да ладно, вам. Ресурса такого автомобильного датчика хватит на год, как минимум, при таких условиях эксплуатации. Да и заменить его не сложно.

Плюс - это простота реализации и стоимость. Условно говоря, там где достаточно померить "рулеткой", применение "интеллектуального шангенциркуля" - не уместно, на мой взгляд.

Не париться и купить готовые датчики: http://www.factorycontrols.com.au/pdf/data...%20Brochure.pdf
См. стр. 1 в самом низу.

Доброе утро !

Как написал уважаемый uriy - механические способы измерения непригодны - все просто реально отломиться , будут очень неточные показания на неровностях , зарезах,сучках , подсочке и т.д. - тем более линия сортировки прогоняет более 1000 шт. бревен в сутки.

Реально работающие способы возможны только на безконтактном способе измерения.

Интересное очень предложение по использованию камеры от blackfin, но очень сложный для меня в воплощении - просто реально не знаю как обрабатывать такие данные.

Хорошее предложение от MaxPIC - максимальная ширина измерения одного датчика - 30 мм - то есть нужно ставить линейку таких датчиков и обрабатывать сигналы от всех- буду смотреть на данные датчики и изучать -возможно ли применение в нашем случае.

посмотрел цену - исключено - стоимость одного датчика более 45000 руб - то есть линейка обойдеться дороже существующих готовых систем сканера ( 310 000) руб. без компьютера - не подойдет такой вариант !!!

Если есть какие либо варианты еще-очень рад ВАШИМ мнениям и предложениям.
Подскажите так же - есть ли специализированная микросхема или контроллер - чтобы без особых сложностей опросить большое кол-во фотодиодов (~200 шт).

Может быть на выход фотодиода повесить по компаратору потом завести на сдвиговый регистр и через SPI загонять в контроллер.

Существуют фотоприемники с цифровым выходом, например, такой.

Также можно поискать и применить соответствующую задаче ПЗС линейку.

acronis2000: как Вы собираетесь бороться с пылью, грязью, мусором?

Добрый день.

С грязью и мусором проблем не будет - бревно проходит значительный шаг на сортлинии по предварительной подготовке и отторцовке и вся основная грязь уже отлетает, пыль - достаточно раз или два раза в день протереть датчики.
Тем более перед подачей на распиловку бревно моются с помощью насосов высокого давления для того чтобы вымыть остатки песка и грунта чтобы не садились пилы от данного абразива.

Может посмотреть в сторону лазерного 3D сканирования.
На рынке оч. много фирм предлагающих свои услуги.

А если по принципу ксерокса - уменьшают изображение и на линейку CCD

Lexdaw интересная мысль , как то в голову не прихадила такая , разрешения матрицы хватит с огромным излишком !!!
Только не работал я с CCD и не знаю как обрабатывать - но мысль мне понравилась.

Хотя хотелось попроще на линейках фотодиодов, но никто не подсказал есть ли такие и где можно приобрести.

Надеюсь что тема будет жить и кто нибудь все таки подскажет простое и недорогое решение.

С огромным уважением

Нафиг линейки светодиодов. Берите камеру, яркую лампу и всё. С одной стороны бревна лампа, с другой экран на который направлена камера. Тень от бравна падает на экран и камера всё видит.
Главное сигнал с камеры получить, при ярком свете лампы обработка будет сводиться к установлению порога.
С механикой не связывайтесь даже.

Vldmr - отличная идея !!! мне очень очень понравилась !!!

Я думаю это должно выглядеть так - с одной стороны шелевой источник света (или что-то другое, равнодушное к дневному свету - иначе незнаю как все это в таких размерах затемнить,

с другой стороны тоже наверное щелевой экран и направленная на него считывающая линейная матрица через линзу ( чтобы охватить такую ширину ) и далее реально обрабатывать границу тень-освещение !!!

Считаю эту идею самой лучшей из всех пока предложеных !!
Пока незнаю что за матрицу применить - но тем не менее ...

Спасибо !

Рад буду еще посмотреть варианту решения моей проблемы либо уже по предложенному Vldmr варианту рассмотреть какую матрицу возможно применить , цветная точно не нужна и разрешение тоже большое не нужно .


PS нашел чернобелые линейные сенсоры Atmel TH7804A и TH7813A разрешение 1024 - как думаете - можно ли попробовать на них ?

Возьмите TCD1304DG - там всё очень-очень просто !
Смотрите ею через объектив на линейную лампу дневного света, сфокусировав объектив на бревно.

Тема пошла - УРА !!!

НЕХ- лампа дневного света - отлично - что может быть проще !!!


Нашел еще ILX521A Sony - 256 пикселей - мне кажется более чем достаточно - слишком высокое разрешение мне не нужно - лишнее обрабатывать тоже не к чему на бревне диаметром 64 см - на каждом сантиметре получиться аж по 4 пикселя - точнее и не надо !

Если есть у кого примеры использования данной микросхемы - будьте добры - поделитесь ссылкой !
Или на аналогичную матрицу - с разрешением не более 512 пикселей.


PS - А в продаже нету !!!

Точно, смотреть на лампу, заслоняемую бревном, ещё проще!
Но так придётся ставить линзу, делать систему фокусировки...
Не проще ли камеру к компу подключить, и никаких микросхем? И в продаже всегда есть.
Стоимость системы копейки получается.

С лампой и линейкой не совсем хорошая идея, проекция от бревна может быть разной в зависимости
от расстояния до лампы.
Камера, да !
Но лучше две, комель может быть далеко не цилиндрическим.

И нужно как-то обрабатывать изображение.

Есть такая штучка
... в общем, 4 штуки их ставите, и проблема решена.

4 датчика? Фу )))
Дорого и непонятно как разместить, если бревно криво мимо датчиков проходит...
2 камеры решають совсем все проблемы, согласен. Обработка вроде бы несложная, на программерских форумах куча тем с захватом изображений с web-камер. Обработка элементарна, нужно только определить границы тёмных и светлых областей. ЗачОтная система получается.

Насчет датчиков дальномеров GP2D12 я не совсем понял как их разместить и как обрабатывать ???

Насчет линейки и лампы - чтобы проекция была точной и строго горизонтальной и лампа не засвечивала в зависимости от диаметра бревна или расстояния соседние пиксели на линейном сенсоре ( углы засветки и т.д.) у меня есть предложение сразу напротив лампы (расстояние нужно подобрать - 1-5 см) поставить металическую рейку с рядом насверленных мелких отверстий на всю ширину максимального бревна ( например через каждые 5 мм диаметром 4 мм ) может дополнительно поставить линзы на каждое отверстие в данной рейке
или вместо лампы использовать линейку ярких светодиодов - главное чтобы лучи шли строго горизонтально , чтобы небыло вопросов с неточность замера в зависимости от диаметра.
Как думаете ?

У светодиодов диаграмма направленности мин 10 градусов, посчитайте какое пятно вы получите на пол метре.
Тогда уж лазерные указки, 30руб. за штуку

Ок.
Лазерные диоды - хорошо, а есть ли готовые линейки - допустим на 32,64 или более лазерных диодов ?
что применяеться в сканерах штрих кода - там даже на большом расстоянии фокусируется четкая линия

Там же сканирование!

Сегодня заказал для пробы TCD1304DG - если есть у кого информация по сопряжению с ПК (на уровне железа) - поделитесь информацией или ссылками пожалуйста.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Сгородить металлическую арматуру и встроить туда датчики. И может быть вовсе не фу

В таком случае какими будут показания - если бревно искревлено ?
Какими будут показания если центр бревна не совпадает с центром датчиков - например при подаче по конвееру нижние захваты лежат в одной плоскости и соответсвенно если нижний и верхний датчик как-то и обработают ситуацию - а боковые на большом диаметре что-то и промерят - неверные значения так как центр бревна не совпадет с центром боковых датчиков , а на тонкое бревно вообще пройдет ниже датчиков !?

Проблема, однако, с тонкими бревнами... Нужны еще 4 датчика, но это перебор имхо. Еще - каретку на 800 мм и пусть бегает один датчик поперек хода бревна.

механика - сложно и не надежно , надо все таки в сторону распознавания освещенного и теневого участка копать - мне кажется это 100% способ работать будет.

Только линзу тогда сразу закажите. Хотя при тако точности и китайской лупы может быть достаточно )))

Я немного подругому вижу схему реализации, при схеме прямого просмотра матрицей через линзу и через бревно на источник света в зависимости от диаметра бревна будет невозможно проанализировать верный диаметр , так как чем больше диаметр - тем бревно внешней стороной будет ближе к камере и шире угол - как его потом узнать ? а если кривое ?

Мой вариант такой

Свет от лампы через "отверстия" никогда не пойдет "горизонтально"
Если не учили физику, то хотя бы проэксперимунтируйте.

Это почему не пойдет ?

Дифракция на краях бревна испортит всю картину. Проверьте или поверьте.
А если серьезно, то вращающееся зеркало и лазерная указка вам помогут. Если бревно будет на фиксированном расстоянии от зеркала.

Страннно !

Провел небольшой эксперимент - взял пустотелый отрезок диам 5мм длина 10 см от старого удилища , приспособил небольшой светильник и закрыл его так , чтобы свет попадал только в трубку - очень точно проецируется на расстояние 2 метра !! ставил между ними препятьствие - очень четко перекрываеться - если на половину закрыть - проецируется половина пятна.

С зеркалом и указкой не понял как ?


PS почитал про дифракцию света - огибание предметов - видимо действительно не пойдет на множестве мелких отверстий.
Увы - про это не знал.

Значит нужно искать дешевый способ с лазерным(и) диодами или другой способ горизонтального освещения .

Надеюсь на Ваши подсказки

Узнать угол очень просто, можно откалибровать с помощью эталонного образца. Создание точечнного источника это гемор... Лазерные указки в промышленную установку??? Ненадёжно. Лазеные модули - дорого.

Откалибровать при работе леса невозможно - он неровный - всячиские искревления на нем , не понятно как он ляжет на транспортер , в какую сторону искревлением либо к источнику света либо наоборот к камере и соответственно показания будут очень разница - хотя диаметр один и тот же


Нашел в продаже есть куча недорогих лазерных генераторов линий - но проблема та же - он бьет из одной точки и соответственно через предмет на удалении будет опять угол - нельзя ли как нибудь переотразить линию определенной ширины ? Все таки нужно строго горизонтальное освещение ...

Тогда линзу с линейкой нужно поставить снизу, на постоянном расстоянии от бревна, а лампу - сверху, или наоборот. Но тогда ошмётки брёвен могут падать на стекло, защищающее линзу или лампу и нужно будет чистить периодически. Это, конечно, если есть ошмётки. Ещё вариант - установить 2 линейки с лампами друг напротив друга, тогда по разнице будет понятно какой именно диаметр у бревна.

Если источник поставить подальше от бревна, то ошибка будет небольшая.
Высота источника должна быть равна среднему диаметру бревен.
Если нужно еще и низ бревна детектировать, то тогда еще одно зеркало внизу нужно.

не пойдет - бревно может так же лечь искревлением вверх или в низ - это вообще непредсказуемо.

Слишком сложно сделать однородный пучок, практически плоскую волну нужной апертуры. Можно, конечно, но это гемор.

Так Вам недостаточно измерять "диаметр" - расстояние между верхом и низом? Нужно еще справа-слева?

нашел из фотографии

Соты
Соты - Rekam Ef-508, Rekam Сотовая решетка для alr114 ah-6020 - насадка, имеющая, как видно из ее названия, мелкоячеистую структуру, и служащая для получения пучка параллельных (или очень близких к параллельным) лучей.


Чем меньше диаметр каждой ячейки, «соты», и больше ее глубина (толщина насадки), тем меньше будет угол расхождения светового пучка на выходе. Мелкие соты, имеющие достаточную толщину, позволяют получать световые пятна практически того же размера, который имеет источник (в данном случае – сотовая насадка).


что то типо этого - надо все таки попробовать на мелких диаметрах и толстой рейке - эксперимента ради..

Ага, небольшая ))))))))))
Начерим картинку, видим что относительная ошибка определения даметра равна в первом приближении отношению хода бревна в транспортёре к расстоянию от примной линзы до бревна. Если ход бревна=42 см(50-8), то для получения точности в 5 мм при 8-сантиметровом бревне нужно 8 метров расстояния до камеры. То же самое если в качестве исочника использовать лазерный уровень.

Посмотрел про сотовые насадки... Жесть! 60 см сотовых насадок, дико низкое КПД, всё греется, пылится... Зачем???
Лучше уж 2 линейки с лампами друг напротив друга!

полностью согласен - мы реально в размеры не уложимся для получения такого конструктива.
при диаметре 8-12 и других размеров - лампа осветит все пространство за бревном , как будто его и нет...

насчет сотовых насадок - да мне всего то ряд отверстий нужен - почему жесть ?
Может даже не круглой формы а прямоугольные узкие щели - чтобы ширина луча была 1 см к примеру

Лучше уж 2 линейки с лампами друг напротив друга - это как ?

Не выдумавайте, - новых открытий в геометрической оптике уже давно нет.
Можно поставить несколько (2-3 -?) дополнительных зеркал, которые будут формировать лучи из разных по высоте точек. Получатся соты.
Только юстировка для этого потребуется. И зеркала. Если у вас под рукой есть точный станок, который Вам наделает много площадок на пластинке.
Есть обходной маневр - большое зеркало, а над ним высоко источник.
Получится удаленный источник. Если несколько зеркал, то можно еще удалить. Только вибрации...

То есть 8 метров удаления будет достигаться переотражением от зеркал. Всё равно неудобно, потому что понадобится юстировка... Но если автор настолько отчаянно захочет это сделать, то можно взять лазерный уровень, 2 параллельных зеркала и 3-е с регулируемым углом, чтобы виртуально удалить источник....
Всё будет треститсь, пылиться, у лазерного уровня к тому же ещё и ресурс есть....

Кажется мне, что Вы ошиблись с 8-ю метрами.
То что я предложила - аналог линзы Френеля. Только из кусочков зеркал. Кусочное приближение параболы, - параболоид Гарина. Расстояние уже не играет роли.
Если второе на приемной стороне поставить, то, кажется, можно всего один детектор использовать и временной анализ сигнала.