Laser Schneehöhen-Messer

[joergeli]

Hallo Hans,

Ich bekomme es noch nicht hin, z.B. alle 10 sec ein Bild der Webcam abzuspeichern - bislang nur manuell ausgelöste Aufnahmen. Das hängt wohl noch an meinen  rudimentären Einstellungen ...

... in Contacam unter "Kamera Fortgeschrittene Einstellungen ..." -> Karteireiter "Schnappschuss" -> Schnappschuss Parameters -> Schnappschuss alle xx Sek wählen.
Mit dem Button "Vorschaubild-Größe" kann ein weiterer, bzw. zweiter Schnappschuss skaliert werden.
Beide Bilder werden dann periodisch alle xx Sek.im Ordner der jeweiligen Cam ( = Unterordner von Contacam) gespeichert.

Links unten können  mit dem Button "Volle Größe und Vorschaubild Dateinamen" beliebige Dateinamen vergeben werden; sowohl für das Vollbild, welches in der Auflösung, welche die Cam liefert, erstellt wird, als auch für das Vorschaubild, für das die oben vorgenommene Skalierung gilt.

Gruß
Jörg

[TheWeather]

Hallo Jörg,

Danke - geht jetzt ... mittleweile verstehe ich auch die Struktur der Dateiablage.

Gruß Hans

[TheWeather]

Hallo Jörg,

ich habe mittlerweile noch ein wenig mit "Contacam" experimentiert. Das zeitgesteuerte Aufnehmen funktioniert ja mittlerweile dank Deiner Hilfe auch bei mir. Contacam legt bei jedem "Schnappschuss" eine Datei in Originalgröße mit einem Zeitstempel ab und dazu eine zweite als "..._thumb.jpg" in verringerter Auflösung.

Das sind nette Funktionen, aber kann man bei "Contacam"
a) das Anlegen von Dateien "..._thumb.jpg" vollständig verhindern und
b) die einmal angelegte Datei in Originalgröße immer wieder überschreiben lassen, anstatt dass immer wieder neue mit dem nächstfolgenden Zeitstempel angelegt würden?

Eine einzige "Schnappschuss"-Datei würde ja für den beabsichtigten Zweck reichen, die man dann per Dateiüberwachung auswerten könnte und die auch gerne wieder überschrieben werden dürfte.

Ich denke, Du kennst Dich bestens damit aus und bevor ich mir den "Wolf" suche, frage ich lieber noch mal beim Experten nach.

Falls Du einen Hinweis hättest, Danke schon mal.

Gruß Hans

[joergeli]

Hallo Hans,

also bei mir werden keine Dateien mit Zeitstempel abgelegt, sondern die beiden Snapshots jede 1 Sek. immer wieder überschrieben.
Das Anlegen der Thumb-Datei kann man meines Wissens nicht abschalten, frisst aber m.E. auch kein Brot, wenn sie immer wieder überschrieben wird.

Ich hänge mal einen Screenshot von meinen Einstellungen an:


Damit werden bei mir (im jeweiligen Cam-Ordner) zwei Snapshots mit Namen "garten.jpg" und "garten_thumb.jpg" abgelegt, die jede Sekunde überschrieben werden.

Gruß
Jörg

[TheWeather]

Hallo Jörg,

auch hierfür mein Dank. Ich hatte noch die Option "Schnappschuss-Historie als JPEG speichern" aktiviert. Da erscheint's mir im Nachhinein völlig sinnvoll, dass auch sämtliche Zwischenkopien abgespeichert werden. Das schalte ich jetzt ab ("Mühsam ernährt sich das Eichhörnchen") und das wird's wohl gewesen sein.

Es ist immer schwierig, seine Erwartungen im Zaum zu halten, wenn nicht Alles gleich so läuft, wie man sich das vorgestellt hat und eine Software zunächst noch "Neuland" ist. Ich hab's aber gerade probiert und es funktioniert. Danke. Die eingebaute "Hilfe" gibt da auch nicht allzuviel her, aber dafür ist das Progrämmchen ja auch für private Anwendungen Freeware.

Der Einsatz ist jetzt zumindest in meinem Sinne planbar. Demnächst werde ich mir ein Brett zurecht schneiden und (ich denke) "matt" rot (RGB) lackieren, um erste Versuche in Richtung einer Auswertung der Bilddatei zu unternehmen. Die Ausleuchtung des Aufnahmebereichs der Billig-Webcams mit den eingebauten LEDs lässt zumindest vermuten, dass nachts eine Auswertung des Messbalkens ohne zusätzliche Beleuchtung nicht so einfach möglich ist. Da bleibt Alles (Aufnahmeentfernung derzeit ca. 2,5 m) derzeit nur grau in grau.

Es ist ja Alles nur ein kleines Experiment, wie weit man das Thema mit "Billigsttechnologie", einem alten Laptop im Dauerbetrieb und ein wenig Programmierung drumherum gestalten könnte, damit etwas "einigermaßen" Vernünftiges dabei rauskommen würde.

Schnee über einige cm hinweg können wir seit einigen Jahren hier in Rheinhessen (rund um Mainz) eh schon abhaken, während ihr im Taunus vor kurzem, regional eingeschränkt, wahrscheinlich schon wieder reichlich bedient wurdet.

Gruß Hans

[joergeli]

Hallo Hans,

no problem - ich habe auch lange (an anderen Features) von Contacam herumprobiert.
Hatte auch schon netten Mail-Kontakt mit dem Programmierer.

Gruß
Jörg

[Holli]

Nur ein kurzer Einwand eines Unbeteiligten: Wenn eine fest montierte Kamera als Bildgeber genutzt wird, halte ich eine OCR für Kanonen auf Spatzen. Dabei wird nicht einmal eine lesbare Skala benötigt.

Im Bild muss nur erkennbar sein, wo die Sichtbarkeitsgrenze zwischen Stab und Schneeoberfläche liegt. Dann reicht es, von einem horizontalen Rand des Bildes aus die hellen oder dunklen Pixel zu zählen und sie einer Schneehöhe zuzuordnen. Der Parallaxenfehler muß durch eine nichtlineare Funktion herausgerechnet werden, die sich aber relativ leicht finden läßt, wenn man die (fiktive, mit weißem Papier simulierte) Schneehöhe und die Sichtbarkeit des Meßstabes in einen Graphen überträgt.

[TheWeather]

Hallo zusammen,

die Resonanz auf das kürzlich angestoßene Thema ist größer als erwartet.

Es passt jetzt "ehrlich gesagt" nicht mehr so zu 100% zu dem Thema "Laser Schneehöhenmesser", aber es werden ja identische Ziele verfolgt. Es soll ja eher ein "optischer" Schneehöhenmesser werden, wobei das Ziel nicht Bruchteile von mm sondern eher nachweisbare Teile von cm sind.

Die Technik dazu im experimentellen Stadium ist noch weit weg von einem kommerziell verwertbaren Konzept. Da ich aber jetzt eine Webcam zu knapp 10 € und einen alten Laptop zum Marktwert von vielleicht 30 € zur Verfügung habe, die Programmierung zur Bildauswertung (zumindest auf einem PC) selbst gestalten kann, braucht es nur etwas Zeit und das Umsetzen der Probleme, die im Laufe der Zeit noch auftreten werden.

@Jörg: Danke nochmals für die Hilfe der letzten Tage bezüglich Deiner Erfahrungen, speziell auch zu "Contacam". Ich denke, nach bisherigen Erfahrungen zu Ultraschall- und Laser-Messungen kann man auch mal die optische Messung als mögliche Alternative näher beobachten. Die Aufgabe ist sicherlich nicht im Rahmen von mm zu lösen, aber das interessiert bei Schneehöhen üblicherweise auch niemanden. Wenn's schon mal auf 1 cm oder besser funktionieren sollte, kann man probieren, es noch besser hin zu bekommen, wobei "Schnee" eine derartige Konsistenz hat, dass "Nassschnee" vielleicht nur 3 cm aufträgt, die gleiche Schneemenge (Masse) als Pulverschnee aber vielleicht schon 10 cm beitragen hätte können. Die Schneehöhe ist also ein recht "ungreifbares" Maß, welches eher den individuellen Eindruck widerspiegelt denn einer meteorolgisch verwertbaren Größe.

@Dietmar: OCR (Optical character regonition) kam mal in einem der früheren Beiträge ins Gespräch, ist aber für mich selbst kein Kriterium, daraus irgendwelche Funktionen ableiten zu wollen. Das geflügelte Wort "Ein Bild sagt mehr als tausend Worte" gilt auch hier. Der individuelle Eindruck einer Schneehöhe ist von der Lage abhängig, an welcher der Schnee gemessen wird. Insofern ist eine Eingrenzung des Messortes dahingehend notwendig, dass es dort keine Verwehungen geben sollte, der Schneefall am Messort nicht behindert sein sollte und auch die aufgestellte Messlatte keinen "erheblichen" Einfluss auf die Messung haben sollte. Der Begriff "Schneehöhe" entspricht jedoch vornehmlich dem optischen Eindruck einer "jungfräulichen" Schneefläche, die nie betreten wurde und nur aufgrund natürlicher Entwicklungen entweder zwischenzeitlich abtauen könnte oder neu beschneit wurde. Die rein optische Erkennung der Schneehöhe kommt meines Erachtens der optischen Wahrnehmung eines Menschen am nächsten.

Wer durch Pulverschnee mit 20 cm Höhe stapft und danach als Schuhabdruck nur 1 cm gepresster Schnee übrig bleibt, wird von einer Schneehöhenmessung genau so enttäuscht sein wie der Nächste, der durch 20 cm Nassschnee stapft, bei dem hinterher als Schuhabdruck noch 8 cm gepresster Schnee übrig bleiben.

Die Schneehöhenmessung geht immer von unkomprimiertem Schnee aus - Lawinenbeauftragte mögen mich jetzt berichtigen. Die übliche Methode liegt (speziell bei höheren Schneemengen) darin, einen Messstab in die Erde (bis auf Bodengleiche) zu stecken und diesen Wert abzulesen, um eine Aussage zur Schneehöhe zu gewinnen. Für kommerzielle Zwecke ist das optische Verfahren sicher nicht geeignet, da es nur einen Eindruck zur Schneehöhe vermittelt, nicht aber die Schneedichten in unterschiedlichen Höhen wiedergeben kann.

Für einen ersten Eindruck, zur Weitergabe von Daten aus Schneehöhenmessungen im eigenen Garten oder zur ersten Beurteilung von Schneehöhen könnte das Verfahren durchaus geeignet sein. Mit Kameras, deren Auflösung, der Auswertung und den Ergebnissen einer Messung kann man "spielen", sofern Erfahrungen die Messungen unterstützen.

Generell geht es um die optische Auswertung von Bildmaterial, welches nicht jede Sekunde sondern vielleicht nur jede Minute oder in Intervallen von 10 min oder 1 Stunde eine möglichst automatisch generierte Aussage zur Schneehöhe ermöglicht. Tagsüber wohl kaum ein Problem, nachts aber mit zusätzlichem Aufwand verbunden.

Nach meinen bescheidenen Erfahrungen fällt Schnee (und davon teils Unmengen) immer wieder nachts. Ein System, welches nur tagsüber Schnee messen kann, nachts aber wegen Dunkelheit bis zum nächsten Morgen streikt, ist untauglich. Da hat die optische Messung noch ein erhebliches Problem. Damit das Resultat dann 5 cm oder 25 cm Schneehöhe beinhaltet, muss eine optische Anlage auch nachts messen können. Das scheint mir noch ein gewisses Handicap.

Das Experiment steht ja auch erst am Anfang. Ich kann's wahrscheinlich nur mit einem Blatt weißen Papiers "simulieren", ohne zu wissen, was bei "echtem" Schnee passiert. Dennoch scheint es mir einer "beiläufigen" Untersuchung wert. Schaun wir mal ...

Gruß Hans

[joergeli]

Hallo Hans,

....  Tagsüber wohl kaum ein Problem, nachts aber mit zusätzlichem Aufwand verbunden ....

Es gibt ja auch Cams mit Nachtsichtfunktion (Infrarot-LED's). Die liefern nachts ein Schwarz-Weiß-Bild.

Zur Tag-/Nachtauswertung könnte man z.B. den Sonnenauf-/untergang heranziehen.
Besser wäre es m.E. die zu erstellende Software erkennt selbst, wann es dunkel/hell ist.
Das könnte man z.B. realisieren, in dem man sich einen Bildpunkt, bzw. Bereich des Bildes auswählt, der tagsüber rel. hell ist und nachts eben dunkel/schwarz und dann ein entspr. flag setzt: flag=0 -> dunkel, flag=1 ->hell.
Dann müsste die Software die Auswertung der "Messlatten-Pixel"  nach diesen geänderten Gegebenheiten, bzw. flag, durchführen.

Ich würde neben einer normalen Messlatte mit Skala (zur optischen Kontrolle) daneben noch einen weiteren kpl. schwarzen Pfosten einschlagen. Das ergibt dann m.E. sowohl tagsüber, als auch nachts den besten Kontrast mit dem hellen, nicht immer weißen Schnee und erleichtert somit die Bildauswertung.

Was m.E. zum Problem werden könnte ist Schnefall. Da müsste man wahrscheinlich Messungen mit fallenden Flocken vor der Messlatte verwerfen.
Dazu evtl. nicht nur einen, sondern 3 oder 4 vertikale Bildstreifen zur Messwerterfassung definieren und wenn zu große Abweichungen zwischen den Bildstreifen sind -> Messung fehlerhaft -> neu Messen. ?


Gruß
Jörg.