Večspektralna kamera Raspberry Pi: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Multispektralna kamera je lahko priročno orodje za odkrivanje stresa v rastlinah ali prepoznavanje različnih vrst namesto razlik v odsevnih podpisih rastlin na splošno. V kombinaciji z brezpilotnim letalom lahko kamera zagotovi podatke za hitre NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ustvari mozaike kmetij, gozdov ali gozdov, razume porabo dušika, ustvari zemljevide donosa itd. Toda multispektralne kamere so lahko drage in njihova cena je neposredno sorazmerna z vrsto tehnologije, ki jo izvajajo. Tradicionalni pristop k spektrometriji je uporaba več kamer z dolgimi ali kratkimi pasovnimi filtri, ki omogočajo prehod zahtevanega spektra, hkrati pa blokirajo druge. Ta pristop ima dva izziva; najprej morate sprožiti kamere hkrati ali čim bližje; in drugič, slike morate registrirati (združiti slike plast za plastjo), tako da lahko tvorijo eno končno kompozito z pasovi želja v njej. To pomeni, da je treba opraviti veliko naknadne obdelave, pri čemer je treba porabiti čas in sredstva (z uporabo drage programske opreme, kot je arcmap, ni pa nujno). Drugi pristopi so to obravnavali na različne načine; Nedavni tehnološki razvoj na ravni procesorja je omogočil izdelavo skeniranih CMOS senzorjev s pasovnimi filtri, ki so vgrajeni v postavitev senzorja. Drug pristop je uporaba cepilnika žarkov (prizme), ki bi različne svetlobne snope usmeril na drugačen senzor. Vse te tehnologije so izredno drage in zato niso dostopne raziskovalcem in ustvarjalcem. Računalniški modul Raspberry pi in njegova razvojna plošča ponujata poceni odgovor na nekaj teh vprašanj (čeprav ne na vsa).

1. korak: Omogočanje kamer

Upoštevajte navodila za nastavitev kamer v CM, kot je navedeno v naslednjih vadnicah:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Sprožite obe kameri hkrati z uporabo:

sudo raspistill -cs 0 -o test1-j.webp

Če iz kakršnega koli razloga ni delovalo, uporabite naslednjo temo:

www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f…

Nadaljnja navodila, če začenjate s CM -jem iz nič tukaj:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Korak: Brezžična serijska komunikacija

Kupite niz telemetrijskih radijskih postaj, kot so:

hobbyking.co.uk/hobbyking/store/_55559_HK…

Ti radijski sprejemniki imajo štiri žice: ozemljitev (črna), TX, RX, VCC (rdeča). Odstranite eno skrajnost kablov in uporabite ženske priključke, ki ustrezajo zatičem GPIO. Črni konektor priključite na ozemljitev, rdeči na 5V, TX na pin 15 in RX na pin 14 glave J5 GPIO razvojne plošče računalniškega modula.

Prepričajte se, da ste nastavili hitrost prenosa na 57600 in da je vaš gostiteljski računalnik prepoznal radio in ga dodal kot COM (v sistemu Windows za to uporabite upravitelja naprav). Če uporabljate Putty, izberite serijsko, vrata COM (3, 4 ali karkoli že je v vašem računalniku) in nastavite hitrost prenosa na 57600. Vklopite CM in po končanem nalaganju kliknite vnesite v računalnik, če ne ne vidite nobenega besedila, ki prihaja skozi povezavo. Če opazite popačeno besedilo, pojdite in preverite /boot/cmdline.txt. Hitrost prenosa mora biti 57600. Če se pojavijo dodatne težave, preverite naslednjo vadnico:

www.hobbytronics.co.uk/raspberry-pi-serial-…

3. korak: Kamere…

Kamere lahko dejansko uporabljate v njihovi prvotni konfiguraciji, če pa ne, jih boste morali spremeniti, da bodo nameščeni objektivi M12. Upoštevajte, da sta malini pi kameri V1 in V2 nekoliko drugačni, zato stara držala M12 ne bodo delovala na novih fotoaparatih. Prav tako je pri vzporednem sprožanju novih kamer prišlo do nekaj težav, če imate te težave, preverite to temo na forumu raspberry pi:

www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t…

V vsakem primeru naj bi težavo odpravila posodobitev sudo rpi.

Nosilec objektiva M12 lahko "zmeljete" z Dremelom, da pritrdite priključek senzorja CMOS s ploščo kamere. Odvijte izvirno lečo in jo položite na držalo M12. Za boljše rezultate se lahko v celoti znebite originalnega adapterja za leče, vendar morda ne bo vredno delati glede na tveganje, ki lahko povzroči poškodbo senzorja. Preden sem se uspel znebiti plastičnega držala, ki leži nad senzorjem CMOS, sem uničil vsaj šest plošč fotoaparatov.

4. korak: Povezava Wi -Fi in dodaten prostor za shranjevanje

Razvojna plošča CM ima samo ena vrata USB; zaradi tega ga morate uporabljati zelo pametno, npr. wifi povezava. Če se želite tega izogniti, boste morali uporabiti znanje spajkalnika in pod razvojno ploščo, kjer je spajkan USB, priključiti dvojni priključek USB. Če uporabljate isto, imam jaz

www.amazon.co.uk/gp/product/B00B4GGW5Q/ref…

www.amazon.co.uk/gp/product/B005HKIDF2/ref…

Samo sledite vrstnemu redu kablov na sliki.

Ko končate, priključite svoj modul wifi na dvojna vrata, vklopite CM in preverite, ali modul wifi deluje pravilno.

Kartico SD je lažje priključiti kot pogon USB, zato kupite nekaj takega:

www.amazon.co.uk/gp/product/B00KX4TORI/ref…

Če želite namestiti nov zunanji pomnilnik, natančno sledite tej vadnici:

www.htpcguides.com/properly-mount-usb-stora…

Zdaj imate 2 USB vhoda, dodaten pomnilnik in wifi povezavo.

5. korak: Natisnite etui

Uporabite ABS

Korak 6: Postavite kose skupaj

Preden sestavite fotoaparat, priključite monitor in tipkovnico na CM in izostrite leče. Najboljši način za to je uporaba naslednjega ukaza:

raspistill -cs 0 -t 0 -k -o my_pics%02d.jpg

Tako fotoaparat deluje za vedno, zato ob opazovanju zaslona pritegnite objektiv, dokler se ne izostri. To ne pozabite storiti z drugo kamero tako, da ukaz -cs spremenite iz 0 v 1.

Ko so vaše leče osredotočene, med lečo in držalo leče M12 vstavite majhno kapljico lepila, da preprečite premikanje leče. Enako storite pri pritrditvi leč na ohišje. Prepričajte se, da sta obe leči čim bolj poravnani.

Z vrtalnikom odprite luknjo na strani ohišja in jo postavite skozi radijsko anteno. Radio varno namestite z dvojnim trakom in ga priključite na GPIO.

Razvojno ploščo CM postavite v ohišje in jo pritrdite s 4 10 mm kovinskimi šestkotnimi podaljški. Pritrdite vmesnike za priključke fotoaparata, da ne skačejo prosto v notranjost.

7. korak: Konfigurirajte Dropbox-Uploader, namestite skript kamere

Namestite dropbox_uploader po spodnjih navodilih

github.com/andreafabrizi/Dropbox-Uploader

Uporabite skript, podoben tistemu na sliki.

8. korak: Končni izdelek

Končno kamero lahko postavite pod dron srednje velikosti (650 mm ⌀) ali celo manjši. Vse je odvisno od konfiguracije. Kamera ne presega 350-400 gramov.

Za napajanje kamere boste morali priložiti ločeno baterijo ali kamero priključiti na napajalno ploščo vašega drona. Pazite, da ne presežete zahtevanih moči plošče CM. Za napajanje fotoaparata lahko uporabite naslednje predmete:

www.adafruit.com/products/353

www.amazon.co.uk/USB-Solar-Lithium-Polymer…

Prav tako lahko zgradite podporo in dušilce proti vibracijam v skladu s specifikacijami vašega drona.

Ko posnamete prve slike, za registracijo slik uporabite program GIS, kot sta Qgis ali Arcgis Map. Uporabite lahko tudi matlab.

Vesel let!