Sensor zur Objekterkennung

[oberallgeier]

.. Objektes in einer kleinen Box zu erkennen. Der Sensor darf maximal 30 cm an die Box herangeführt werden .. also berührungslos .. Box ist lichtundurchlässig ..

Hi Max,
nun mal ohne dem quantenphysikalischen Quatsch (damit sag ich aber nix gegen Schrödinger - klasse Denker! - oder dessen Katze, dieses wunderbare Beispiel der theoretischen Physik/Quantenphysik).

MEIN erster Ansatz wäre es die Schwingungsfähigkeit der Boxenwand zu untersuchen. Ich vermute (nur gefühlt), dass die genaue Resonanzfrequenz der "Box-ohne-was-drin" sich von der der "Box-mit-was-drin" deutlich erkennbar unterscheidet. Da es unwahrscheinlich ist, dass Du einen akustischen Laboraufbau davorpfriemeln möchtest, würde ich mal versuchen von Deinem Minimalabstand weg die Boxenwand per US anzustrahlen. MÖGLICHERweise wird es da einen geringen Unterschied geben der sich MÖGLICHERweise in der messbaren Entfernung niederschlägt. Ich hoffe da auf IRGENDeinen Einfluss über Schwebung bzw. Oberwellen auf das Messergebnis - auch wenns erstmal nicht wirklich sinnvoll erscheint. WENN Du natürlich die rückgestrahlte Amplitude messen könntest, dann könnte das evtl. eine Aussage auf die Dämpfung der Boxenwand geben, der einen Schluss auf "Box-ohne" oder "Box-mit" zulässt. Alles nur dilettantische, laienhafte Überlegungen.

Viel Erfolg, das Ganze klingt interessant.

[i_make_it]

Mein erster Gedanke war auch Schrödinger.

Wir haben:
Objekt, Box, klein, lichtundurchlässig, mindestabstand vom Sensor 30cm.

Objekt
-Eigenschaften?
-immer gleich?

Box
-Form?
-Material?
-immer gleich?

klein
-genaue Maße?
-immer gleich

lichtundurchlässig
-in welchen Spektren? (IR; UV; andere EM spektren)
-immer gleich?

mindestabstand vom Sensor 30cm
-darf die Box bewegt werden?
-hängt sie im luftleeren Raum? (rethorische Frage)
-Auf welcher Unterlage befindet sich die Box?
-immer gleich?

Das sind die Gegenfragen bevor ich überhaut anfange mit Gedanken über eine Lösung zu machen.

[Unregistriert]

Hallo Leute,

wow mit so einer Resonanz hätte ich nicht gerechnet. Danke für die zahlreichen Antworten. Ich versuche die Lage mal etwas zu präzisieren doch vorweg, ich bin eher der Hundetyp und bevor sich hier Greenpeace aufgrund von hypothetischen Tierversuchen einmischt wechseln wir mal lieber schnell das Thema.

@oberallgeier: Danke für den Vorschlag mit der Schwingfrequenz, das ist mir gar nicht in den Sinn gekommen. Eine sehr interessante Möglichkeit der ich nachgehen werde.

Bei dem Experiment handelt es sich um eine lichtundurchlässige Kunststoffbox, die oben geöffnet ist. 30 cm unterhalb der Box befindet sich der Sensor, beide Objekte berühren sich zu keinem Zeitpunkt. Zwischen der Box und dem Sensor befindet sich Luft (allerdings sind Luftströmungen und Verwirbelungen nicht ausgeschlossen). Wenn ein Gegenstand in die Box gelegt wird, soll dies von dem Sensor erkannt werden. Dabei ist es nicht wichtig um welchen Gegenstand es sich handelt, wie groß oder wie viele es sind. Wichtig ist lediglich, dass die Box nicht länger leer ist und der Sensor dies bemerkt. Die meisten hineingelegten Gegenstände werden wohl metallischer Natur sein. Die Box unterliegt keiner Bewegung und hat stets gleiche Ausmaße und Eigenschaften (die nicht bekannt sind. Sie werden der Auswertung des Sensors als "Zustand leere Box" angelernt - soweit die Theorie).



Meine Idee wäre ein elektromagnetisches Feld aufzubauen, welches von dem hinein gelegten Gegenständen gestört wird. Was denkt ihr darüber?

Gruß
Max

[Manf]

eine lichtundurchlässige Kunststoffbox, die oben geöffnet ist. 30 cm unterhalb der Box befindet sich der Sensor ...
Die meisten hineingelegten Gegenstände werden wohl metallischer Natur sein.

Nach der bisherigen Beschreibung ist dann wohl ein Spiegel oberhalb der Box der sicherste Weg etwas innerhalb der Box zu erkennen.
Sonst für metallische Gegenstände eben Metalldetektoren.
https://www.google.de/search?q=metal...%A4t+gebraucht

[i_make_it]

Es gäbe berührungsloses Wiegen (radiometrisches Wiegen) das mit Röntgenstrahlung oder halt Terraherz Strahlung im "Durchlichtverfahren" geht.

Eine Messung von oben wäre tatsächlich eine Option, da ja jedes Objekt neben seiner Masse auch ein Volumen hat, kann man die 3D-Kontour der Innenseite der Box als Tara nehmen, und jede Formabweichung als Objekt detektieren. 3D-Scanner gibt es ja einige wobei man bei den günstigen erst ermitteln müsste welche Detektionsentfernung und Auflösung die haben.

Rönntgen und Terraherz sind ja schon mal zwei Formen eines EM (Elektromagnetischer) Strahlungsfeldes.
Radiowellen wäre eine weitere.

Ich vermute mal das mit "ein elektromagnetisches Feld aufzubauen" eher der Klassiker, wie er in Metalldetektoren, Leitungssuchern etc. vorkommt, gemeint ist.
Da muß man halt vorher für alle möglichen Stoffe aus denen die zu erkennenden Objekte bestehen können, wissen ob sie überhaupt erkannt werden.
(Kunststoffe, wasser- und metallfreie mineralische Stoffe, etc.)
Wenn die Box für das menschliche Auge undurchsichtig ist, muß das nicht heißen, das sie für UV oder IR Kameras auch undurchsichtig ist. Auch dort kann man das Durchlichtverfahren anwenden und einen entsprechende Lichtquelle nutzen, die durch das zu detektierende Objekt abgeschattet wird. Wärend es bei Röntgenstrahlung seit einigen Jahren auch "Auflichtdetektoren" gibt.

[HaWe]

auf welche Sensoren sprechen denn deine Gegenstände ohne Box an?
Nachdem Röntgenstrahlung ja sicher ausscheidet:
wenn sie aus Metall sind, werden Metallsensoren (Induktion, evtl. Magnetismus) auch ansprechen, wenn eine Plastikbox drum rum ist.
wenn es schallabsorbierende Materialien sind, lässt sich sicher auch eine Änderung eines Schallpegels messen gegenüber einer leeren Box.
Wenn es Wasser ist, ändert sich möglicherweise die Kapazität (?) zwischen 2 großen Metallplatten vor und hinter der Box.
Und ein Farbsensor oder eine Cam kann sicher von oben reingucken und eine Änderung gegenüber der leeren Box feststellen, wenn das erlaubt ist

Ändern sich die Materialien, muss man notfalls mehrere Sensoren nacheinander testen.

[Unregistriert]

Leider scheiden sämtliche optischen Sensoren aus, da auch ein Einblick die in Kunststoffbox von oben nicht in Frage kommt.

@HaWe: Ich werde mich wohl erst auf metallische Gegenstände begrenzen. Diese machen auch den Großteil der Objekte aus. Sollte dies funktionieren, so kann ich über eine Erweiterung nachdenken.

Ich werde zuerst versuchen durch eine Spule ein Magnetfeld aufzubauen, welches bis in die Box (30 cm Reichweite der Magnetfeldlinien) reicht. Durch eine weitere Spule versuche ich die Störung des Magnetfeldes durch metallische Objekte zu detektieren.

Kennt sich einer von euch mit derartigen Vorhaben aus und könnte mir Tipps bezüglich der optimalen Gestaltung der Spule geben? Ganz wichtig ist mir die ausreichende Reichweite des Sensors. Das Magnetfeld sollte also in jedem Fall die 30 cm schaffen. Dies würde ich, wenn die Möglichkeit besteht, gerne simulieren - um auch so die optimale Geometrie und Versorgung der Spule festzulegen. Kennt ihr geeignete Programme?

Vielen Dank für die Zahlreichen Antworten und Anregungen Jungs! Ich bin von dem Forum echt begeistert!

Gruß