2D-/3D-Visualisierung

[bgnahm]

Hallo zusammen,

seit mehreren Wochen mache ich mir gedanken darüber, ob es theoretisch möglich ist ein Metallsuchgerät zu bauen, welches das im Boden liegende Objekt zumindest 2D, vielleicht aber auch quasi-3D darstellt.

Im speziellen Fall interessiert mich ob man das von der mathematischen Seite her lösen kann. Mit diversen Sensoren könnte man sich ein Koordinatensystem auf einem Acker aufspannen. Würde man mit diesem Gerät nun auf ein Objekt im Boden stoßen, könnte man damit beginnen das Objekt von verschiedenen Seiten zu "scannen". Die Daten werden aufgezeichnet und diesen dann als Grundlage für die Erstellung eines 2D/3D-Objekts.
Mit ist das Prinzip des CT's bekannt und ich weiß, dass mir auf dem Acker zwei der beim CT vorhandenen Dimensionen fehlen, aber vielleicht könnte man trotzdem mit ein Visualisierung erreichen...

Wäre sehr interessant wenn mir jemand von euch etwas dazu sagen könnte!

Vielleicht gibt es solche Geräte ja auch schon, aber ich gehe mal davon aus, dass es sich dabei um Preisklassen handelt die mir mein ganzes Leben lang unerreichbar sein werden
Daher bin ich evtl. an einem Eigenbau interessiert...

Danke,
Gruß Ben.

[Phillip J. Fry]

Wenn dir das gelingt,
würdest du die Suche nach militärischen Altlasten (Munition),
revolutionieren!

An der Thematik, arbeiten schon seit Jahren größere Firmen, bisher ohne Erfolg!

Eine graphische Darstellung von Körpern, aufgrund der magnetischen Werte, ist theoretisch möglich, wenn alle in Frage kommenden Faktoren bekannt sind!

Aber im Feld, ist fast kein Faktor bekannt!

Die magnetischen Momente von Stahl, werden beeinflusst von der Bearbeitung, dem Eisengehalt, der Lage im Boden zum natürlichen Erdmagnetfeld, der Liegezeit im Boden und noch weiteren Faktoren.

Zwei identische Teile, an zwei verschiedenen Stellen, haben unterschiedliche Signaturen.

Hier zwei Beispiele, von Firmen, die Hard- und Software entwickelt haben, um ferromagnetische Anomalien im Erdreich zu lokalisieren und graphisch darzustellen:

http://www.sensys.de/

http://www.ebingergmbh.de/index.php?...d=10&Itemid=29

[bgnahm]

Hallo Fry,

danke für die Antwort. Ich sehe schon es handelt sich um extrem komplexe Materie...
Ich will ja auch nicht gleich die Eierlegende-Wollmilchsau ;D

Ich gehe hier natürlich von einfachen Fallbeispielen aus, aber die helfen mir zu verstehen!
Nehmen wir einmal folgendes an: Ein normaler Acker, typische Bodenbeschaffenheit. Irgendwo im Acker befindet sich in ca. 10 cm Tiefe vergraben ein aus Eisen bestehendes Flachblech mit 500x500x2, noch nicht stark korrodiert.

Man beginnt mit der Suche wenn man von oben auf den Acker schaut an der Unterseite links und geht das Feld in Bahnen ab. Der Detektor zeichnet die Standortveränderung auf und so entsteht ein Laufmuster in einem Koordinatensystem mit einer Ackerecke als Ursprung. Irgendwann stoßt man auf das Zielobjekt und beginnt die Kanten des Objekts zu lokalisieren.

Auf diese Art muss ich doch zumindest in der Lage sein ein ein Bild der Draufsicht des Objekts zu erhalten unabhängig davon aus welchem Metall es gefertigt wurde. 2D sollte doch mindestens drin sein !!!! ;DD
Vielleicht verstehe ich aber auch noch nicht so recht was man alles auf dem Magnetfeld ableiten kann, heh ( will ich ja gar nicht ausschließen;D )
Aber hey mal ehrlich, ich fände ein Draufsicht des im Boden liegenden Objekts beim Sondeln sehr interessant. Klar je nachdem wie das Objekt in der Erde liegt, kann diese mehr oder weniger hilfreich sein, aber es muss ja auch nicht zu 100% funktionieren!

Du hast auch noch das Erdmagnetfeld angesprochen. Scheinbar ist es nicht allzuschwer dieses Auszublenden, viele der etwas teuereren Detektoren haben so eine Art Grounding-Funktion, wo sich das Gerät auf die jeweils vorherrschenden Bedingung einstellt. Ich stelle mir das so vor, das das Erdmagnetfeld gemessen wird und anschließend von dem Messergebnisse des Detektors abgezogen wird ( nur eine Vermutung ) )

Ich werd mich da mal weiter in der Richtung informieren. Ist sehr interessant das Thema ;D

Gruß Ben.

PS: Ich bin von Beruf Software Entwickler im Sicherheitsbereich, wo ich unter anderem auch schon mal mit hardwarenaher Entwicklung zu tun habe, die Software würde ich mir schon zutrauen )))

[Phillip J. Fry]

Zitat von bgnahm

Nehmen wir einmal folgendes an: Ein normaler Acker, typische Bodenbeschaffenheit. Irgendwo im Acker befindet sich in ca. 10 cm Tiefe vergraben ein aus Eisen bestehendes Flachblech mit 500x500x2, noch nicht stark korrodiert.

Da fangen schon die ersten Unbekannten an!

Was ist Magnetometermäßig, ein "normaler" Acker, mit typischer Bodenbeschaffenheit, wie stark ist die Fläche mineralisiert?

Wie stark sind momentan die Sonnenwinde, die die Messungen beeinflussen?

Gehst du von Nord nach Süd, oder von Ost nach West?

Beim Blech, daß gleiche Problem, normaler Baustahl, oder vergüteter Stahl,
wie stark korrodiert?

Jede Art von Beaufschlagung, wie Bearbeitung durch hämmern, kanten, walzen, verändert die detektierbare Signatur.

Um von einer Signatur, auf die genaue Größe, Form, usw. schließen zu können, müsste man eine Datenbank haben, in der alle in Frage kommenden
Parameter hinterlegt sind und die diese mit der Messung vergleicht.

Das ist unmöglich!!!

Zitat von bgnahm

Auf diese Art muss ich doch zumindest in der Lage sein ein ein Bild der Draufsicht des Objekts zu erhalten unabhängig davon aus welchem Metall es gefertigt wurde. 2D sollte doch mindestens drin sein !!!! ;DD
Vielleicht verstehe ich aber auch noch nicht so recht was man alles auf dem Magnetfeld ableiten kann, heh ( will ich ja gar nicht ausschließen;D )
Aber hey mal ehrlich, ich fände ein Draufsicht des im Boden liegenden Objekts beim Sondeln sehr interessant. Klar je nachdem wie das Objekt in der Erde liegt, kann diese mehr oder weniger hilfreich sein, aber es muss ja auch nicht zu 100% funktionieren!

Die graphische Darstellung, die man bei computergestützter Aufzeichnung mit einem Magnetometer erhält, zeigt nie die Konturen des Objektes, sondern den Dipol (magnetische Signatur) und der ist immer rundlich, da die Berechnung aufgrund einer Kugel erfolgt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Dipol

Zitat von bgnahm

Du hast auch noch das Erdmagnetfeld angesprochen. Scheinbar ist es nicht allzuschwer dieses Auszublenden, viele der etwas teuereren Detektoren haben so eine Art Grounding-Funktion, wo sich das Gerät auf die jeweils vorherrschenden Bedingung einstellt. Ich stelle mir das so vor, das das Erdmagnetfeld gemessen wird und anschließend von dem Messergebnisse des Detektors abgezogen wird ( nur eine Vermutung ) )

Da man bei der Magnetometertechnik, die Ablenkung des natürlichen Magnetfeldes, die durch ferromagetische Eisenteile (Anomalien) hervorgerufen werden, detektiert, muß die Sonde vorher an Ort und Stelle kompensiert werden!

Das bedeutet, daß nach der Kompensation, der Meßwert ohne Anomalien,
gleich Null ist.

Schon die Änderung der Laufrichtung, erfordert eine erneute Kompensation!

Zitat von bgnahm

Ich werd mich da mal weiter in der Richtung informieren. Ist sehr interessant das Thema ;D

Hier was zum Einstieg:

http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld

http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetometer

[bgnahm]

Danke
Das wird ein verdammt langer Weg werden! ))

[DaddyCool]

Zitat von bgnahm

Danke
Das wird ein verdammt langer Weg werden! ))

Ohne weiter ins Detail gehen zu wollen: ich bin Kommunikationselektroniker mit Spezialisierung auf HF-Elektronik und behaupte, dass das kein langer, sondern ein unendlicher Weg ist.

Da sind so viele Faktoren zu berücksichtigen, die man gar nicht alle erfassen kann. Hier sind dynamische Prozesse am Werk die so umfangreich sind, dass Du nen Großrechner für einige Tage damit beschäftigen kannst...

Ich behaupte, Dein Unterfangen ist UNMÖGLICH! Solltest Du das hinbekommen, ist Dir der Nobel-Preis sicher!

[MarkChampagn]

Hi Ben,

die Idee einer direkten 2D- oder 3D- Darstellung von Zielobjekten "im Feld" halte ich keineswegs für utopisch. Im Grunde entsteht eine "bildliche" Vorstellung von Fundobjekten schließlich beim Sondeln sowieso automatisch im Kopf: klare deutliche Signale werden eher mit einer geringen Fundtiefe assoziiert, flächenartige (z.B. Bleche, Fässer, vergrabene Autodächer ) oder linienförmige Objekte (Leitungen) unterscheiden sich deutlich von quasi punktförmigen Quellen (Münzen,etc...). Diese "gefühlte" Darstellung sollte sich durchaus durch Anwendung physikalischer Gesetze sowie mit mathematischen Methoden in eine bildliche Form bringen lassen.

Bei der Suche nach einer optimalen Spulen- Geometrie für PI- Detektoren hatte ich mich bereits vor einigen Jahren intensiv mit numerischer Feldberechnung beschäftigt (http://schatzsucher.de/Foren/attachm...2&d=1049135394) und (http://schatzsucher.de/Foren/attachm...7&d=1048758769). Als optimal wurde damals übrigens eine Kombination einer großen Suchtiefe im Zentrum der Suchspule (hohe Flußdichte) mit einer möglichst homogenen Feldverteilung (gute Kleinteilempfindlichkeit) angesehen. Bezieht man diese Überlegungen auf die Sicht möglicher Fundobjekte und kehrt das Prinzip um, so erhält man eine Art Abbildungsfunktion (ähnlich einer optischen Linse), die Rückschlüsse auf die Geometrie jener Objekte ermöglichen. Allerdings darf man natürlich nicht erwarten, eine Gravur im Innneren eines vergrabenen Ringes lesen zu können:-))). Bestenfalls kann man erwarten, einen Ring von einer Münze zu unterscheiden oder ähnliche Gegenstände von anderen benachbarten Objekten als "bunten Fleck" trennen zu können.

Ein weiteres kleines "Problemchen" hast Du selbst angesprochen:

eine Relation zwischen Messdaten und Standort herstellen.

Ein gewöhnliches GPS ist gut, um aus einer großen Entfernung (z.B. zwischen München- Berlin) eine Straße zu finden. Im Bereich weniger Zentimeter dagegen ergeben sich andere Ortungsprobleme. Vielleicht hast Du ja mal einfach einen GPS- Empfänger eine halbe Stunde auf einen Tisch im Freien gelegt und beobachtet, was sich da tut...dann weißt Du, was ich meine...

Ein anderes Navigationsgerät im Kleinstmaßstab hast Du wahrscheinlich gerade vor Dir: deine Computer- Maus! Evtl. ist es ja eine optische Maus die präzise jeden virtuellen Punkt Deines PC- Bildschirmes durch berührungslose Messung mittels Licht ansteuert. Stell Dir vor, Du verwendest z.B. als optischen Sensor eine billige USB- Webcam und bestimmst (oder besser: schätzt damit -korrekter formuliert-) einfach den optischen Fluß, daraus erhältst Du die notwendigen Bewegungsvektoren, die Deine Position im mitbewegten "Detektor"- Koordinatensystem bestimmen.

Ich hoffe, dass Dir meine Ideen weiterhelfen...

Grüßle,

M.C.

[BOBO]

....ist doch ganz easy


http://digbib.ubka.uni-karlsruhe.de/...documents/1554

[Jim_Hawkins]

Hallo Ben,

schau mal hier: www.detectino.de . Die erfassen alles im Boden mit einem RADAR (Ground Penetrating RADAR). Aus der Verknüpfung der RADAR-Reflexionen mit dem genauem Ort über RTK-GPS kann dann ein 3D-Abbild errechnet werden. Scheint mir aber für den Selbstbau eher ungeeignet.

Gruß Jim

[maikh]

Wie man auf der letzten CeBit sehen konnte, verwenden die als Sensoren jedoch 5 "handelsübliche" Bodenradarsensoren eines italienischen Herstellers. Kosten dann zusammen schon einige zig Klioeuros.

mfg Maik