Smartphone-Laser-Scanner vom MIT für 50 US-Dollar
"Smartphone LDS" ist ein Laser-Abstandssensor, der von Mitarbeitern der US-amerikanischen Universität MIT entwickelt wurde. Er läuft auf Hardware für unter 50 US-Dollar und ist für den Betrieb im Freien geeignet.
(Bild: Screenshot aus dem Video)
- Felix Pfeifer
- Peter König
Am Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) des
Massachusetts Institute of Technology (MIT) wurde ein neuer preisgünstiger Abstandssensor für den Betrieb im Freien entwickelt. Das besondere dabei ist, dass er mit 50 US-Dollar weniger als ein Prozent dessen kostet, was Hersteller solcher Sensoren normalerweise verlangen. Microsofts Kinect ist zwar ebenfalls preisgünstig und kann fürs 3D-Scannen benutzt werden, im Freien klappt das aber nur sehr eingeschränkt. Sobald die Sonne angeht, gehen bei Kinect die Lichter aus.
System
Im Prinzip arbeitet der Laser-Distanzmesser dabei ähnlich wie ein 3D-Scanner, der das Lichtschnittverfahren benutzt: Eine von einem Laser projizierte Linie wird von einer Kamera mit etwas abweichender Position aufgenommen; vom Laser getroffene Objekte verzerren und verschieben Teile der Linie, wodurch auf deren Entfernung geschlossen werden kann. Was beim Preis von 50 Dollar für das System vom MIT allerdings nicht einberechnet ist, ist das Smartphone, ohne das der Abstandssensor nicht funktioniert. Prinzipiell sollte das Verfahren aber auch mit einem beliebigen Rechner funktionieren, sofern eine Kamera angeschlossen ist. Denkbar ist ein Raspberry Pi mit Kameramodul. Das hätte außerdem den Vorteil, dass ein solcher Rechner die Steuerung des Lasers gleich mit übernehmen könnte.
Qualität
Die Qualität des "Smartphone LDS" genannten Systems wird von der verwendeten Kamera beeinflusst, und zwar durch deren Bildfrequenz, Dynamikumfang sowie der Verwendung eines Global-Shutter-CMOS-Sensors. Auch die Rechenleistung für die Bildbearbeitung spielt eine Rolle. Deshalb ist die Genauigkeit des Abstandssensors umso höher, je besser das verwendete Smartphone in den genannten Punkten ist. Mit einem Nexus 5 gelang es den Forschern vom MIT das System für ein autonomes Fahrzeug bei bis zu 18,5 km/h für die Distanzmessung zur Kollisionsvermeidung einzusetzen. Als Flaschenhals nannten sie vor allem die Rechenleistung des Smartphones.
Nachbauen?
Wer sich mehr für das "Smartphone LDS" interessiert, wird sich freuen, dass die Forscher ein Paper dazu online gestellt haben. Eine Anleitung zum Nachbauen ist es leider nicht, aber es werden die wichtigsten theoretischen Grundlagen vermittelt und auf weitere Quellen verwiesen. Ein wenig kompliziert ist das ganze schon, aber da der Laser mit wenig Leistung auskommt, ist prinzipiell ein Nachbau auch hierzulande möglich.
- Paper als PDF: Jason H. Gao, Li-Shiuan Peh, A smartphone-based laser distance sensor for outdoor environments, Submitted to 2016 IEEE International Conference on
Robotics and Automation.
(pek)
