¿Qué tipo de luces LED se necesitan para detectar marcadores retrorreflectantes para proyectos de captura de movimiento?

Tengo un proyecto en el que quiero agregar 10-12 luces LED alrededor de la lente de la cámara web para que la cámara pueda detectar la cinta retrorreflectante en su área de visualización.

Cómo funciona este proceso es algo como esto. Encenderé las luces LED rojas mientras tomo fotografías de un modelo humano. La luz roja de los LED hará que las cintas de los marcos capturados que se colocan en el modelo humano se iluminen muy intensamente (el reflejo de las cintas estará en el mismo camino que la emisión de la luz LED, ya que la cinta es retrorreflectante) para que pueda separar la cinta de otros objetos en la escena y encuentre su coordenada 3D utilizando el software de programación y procesamiento de imágenes C++.

Necesito consejo para comprar luces LED en http://www.digikey.com . Debido a que necesito luces LED rojas muy brillantes y también eficientes (bajo voltaje como 1.5 - 2 voltios y bajo amperaje), ¿qué debo buscar en las especificaciones? ¿Necesito cambiar el color de las luces LED (la cinta refleja 50 veces más que la superficie difusa blanca normal)?

¿Qué es la tasa Millicandela?

¿Cómo ayuda esta calificación a elegir la luz LED más brillante?

El ángulo de visión vertical de la cámara es de 52 grados y el FOV horizontal es de 75 grados. Entonces, si necesito crear una cámara mocap de aspecto técnicamente profesional, ¿qué tipo de luces LED necesito para este proyecto?

Si capturo las imágenes 2d en una habitación bien iluminada, ¿las luces LED y mi proceso (explicado anteriormente) funcionarán con la cámara? ¿Qué longitud de onda de la luz LED es importante para este proyecto? ¿Debo ampliar mis especificaciones de voltaje y amperaje?

Cualquier otro consejo es bienvenido.

Respuestas (2)

Si elige la detección síncrona , entonces puede simplificar la solución. Entonces es posible que desee elegir LED con el ángulo más estrecho que pueda dentro de cualquier parte del espectro visible.

La detección síncrona es la forma de detectar una señal que puede ser más baja que el ruido de fondo. Imagina tomar una foto con la cámara antes de que se enciendan los LED. Luego encienda los LED y tome otra foto con exactamente las mismas condiciones. Reste matrices de valores de píxeles de 2 fotogramas entre sí y mire el resto. Contendrá una diferencia perfecta de lo que estaba iluminado por LED. En su configuración, la imagen DIFF contendrá exactamente retrorreflectores (catafote) solamente. Porque el resto del escenario no obtuvo un aumento significativo en el brillo.

Mientras depura la solución, será obvio que la potencia de los LED se puede reducir a un nivel muy bajo, pero solo los experimentos lo dirán. Estimo que no necesitará ningún diodo superpoderoso. Algunos LED blancos ordinarios con lentes muy precisos servirán.

Esta es la forma correcta de hacerlo, pero no es tan fácil como implica Rocket Surgeon. En cualquier video, dos fotogramas secuenciales siempre tendrán diferencias. Necesitará un software para ayudar a filtrarlos y descubrir qué es "ruido" y cuál es su cinta. Además, necesitas un esquema para sincronizar tus LED pulsados ​​y la captura de video de tu cámara. Esto es básicamente imposible para las cámaras de consumo, e incluso para algunas cámaras profesionales.
Aceptar. Pero quién sabe lo que el inventor está tratando de lograr. Ya sea un juego de etiquetas láser o algún protocolo militar de robot automático para matar humanos. Conocer el estado de la técnica debe ser siempre lo primero en la lista. Me refiero a que el presupuesto puede oscilar entre $ 10 y $ 10 millones, por lo que la configuración del cableado posiblemente sea flexible.
Gracias a todos. Sí, la sustracción de fondo es una opción. Pero estoy umbralizando la imagen en escala de grises. Porque solo hay marcadores blancos en esa imagen. Luego encuentre los círculos y filtre por radio y área. Acerca de la sincronización, estoy ejecutando las cámaras a 100 Hz con 8 cámaras. Así que básicamente estoy tomando 100 fotogramas por 1000 milisegundos por cámara (¡sé que es posible! con la imagen de la cámara ps3 eye @320x240) Sé que está fuera de tema, pero ¿crees que la sincronización será un problema aquí? Porque la parte más rápida del cuerpo humano es el párpado. Incluso eso lleva de 300 a 400 millones. incluso a esa velocidad estaría tomando 30 cuadros.
La sincronización es fácil, ya que es solo un cambio de brillo causado por el LED. No quiere meterse con el obturador, los retrasos, quién sabe qué hay dentro del software/firmware/pila de controladores. Por lo tanto, el TTL independiente simple o el LED de conducción de borde de 24 V iluminará el escenario y permitirá que el software elija qué fotogramas de qué cámaras pertenecen a qué hora simplemente reconociendo los fotogramas iluminados en secuencia.
@ Rocket Surgeon sí, es una buena elección. También existe la posibilidad de señalar la ubicación en el cuadro B de la cámara 2 (que se muestra en el cuadro A de la cámara 1) calculando la homografía a partir de imágenes estáticas. Así que también puedes hacer eso.
@ mvr950 este método reducirá su FPS a la mitad. No lo recomendaría para ningún movimiento de velocidad decente.
@Ktc Supongo que entonces tengo que escribir mi de acuerdo con lo que dijo Rocket Surgeon. Gracias por eso. Además, ¿qué longitud de onda dominante decente y mcd (clasificación de milicandelas) debo elegir para mis luces LED? ¿Es más grande mejor para una arena de sesión de captura de movimiento de 144 pies cuadrados donde el modelo humano se encuentra en el centro de esta área?
@ mvr950 mcd es para el ojo humano, no tiene significado en el dominio IR. necesita trabajar con radiométrico (mW/sr) vs. fotométrico (cd). Hay una conversación en alguna parte, pero no te preocupes por eso. Todos los LED IR que elija tendrán salidas mW/sr mencionadas en sus especificaciones. Compruebe Vishay, buenos emisores de infrarrojos de alta calidad y bajo costo

Yo haría esto con LED IR. Visite el sitio web de Vishay para ver varios LED.

El elemento crítico en el que debe pensar es su FOV. (Campo de visión). A partir del FOV y la distancia de su objeto a su cámara, debe generar un ángulo aproximado. Luego elija el LED que mejor se ajuste. (El objetivo es no desperdiciar luz) Si no hay un buen ajuste, puede consultar el sitio web de LEDIL para encontrar elementos ópticos que colimen la luz en lo que desea.

Si hace esto con IR, puede agregar un filtro a su CAM y hacer que solo se muestren los reflectores, ya que tendrán una SNR de al menos 20-40dB por encima de los objetos ambientales. (Asegúrese de que su cámara web admita IR, generalmente agregan un filtro que bloquea cualquier cosa por encima de 700 nm. Casi todas las cámaras de seguridad que conozco no incluyen este filtro, por lo que es una opción).

También debe considerar FPS, si su objeto se mueve muy rápido, tendrá problemas para rastrear sus marcadores.

Punto final, si encuentra una cámara que le permita controlar el tiempo de exposición, es mejor, ya que el control automático en la cámara puede no funcionar bien para su aplicación.

Los LED IR son agradables, pero solo si su cámara los detecta. Si bien el sensor de la mayoría de las cámaras es sensible a los infrarrojos, muchas cámaras tienen un filtro de bloqueo de infrarrojos (de calidad variable).
@DavidKessner, este punto se mencionó en las respuestas originales. "Asegúrese de que su cámara web admita IR, generalmente agregan un filtro que bloquea cualquier cosa por encima de 700 nm. Casi todas las cámaras de seguridad que conozco no incluyen este filtro, por lo que es una opción"
Si es muy atrevido, puede sacar una cámara que sabe que tiene un filtro IR y quitar el filtro IR del sensor. Consulte aquí: lifepixel.com/tutorials/infrared-diy-tutorials/canon-20d
También estaba pensando en cámaras de circuito cerrado de televisión. Pero el problema es la baja velocidad de fotogramas. También quiero completar este proyecto dentro del presupuesto. así que el dinero es un problema. El led infrarrojo es una buena opción. Gracias por eso. @Ktc ¿Crees que la cámara ps3eye también tiene filtro?
@mvr950 Ni idea sobre PS3Eye. Pero tenga en cuenta que su problema probablemente sea el tiempo de exposición, no la velocidad de fotogramas. ¿Cuál es el movimiento que estás tratando de modelar? Si está haciendo un análisis de la marcha, etc., 30 fps funcionaría bien. Si tiene más rápido (deportes), los 30 fps aún pueden funcionar, pero debe tener una luz fuerte y un tiempo de exposición corto para evitar el desenfoque de movimiento (manchas).
Gracias Ktc por la ayuda. Tendré en cuenta lo que dijiste. Sí, el desenfoque de movimiento es la razón principal para elegir una cámara con una velocidad de fotogramas más alta.
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