Egy Raspberry Pi multispektrális kamera: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A multispektrális fényképezőgép hasznos eszköz lehet a növényekben fellépő stressz észlelésére, vagy a különböző fajok felismerésére a növények fényvisszaverő jelei közötti különbségek helyett általában. Ha drónnal kombinálják, a kamera adatokat szolgáltathat a gyors NDVI -khez (Normalized Difference Vegetation Index), mozaikokat készíthet gazdaságokból, erdőkből vagy erdőkből, megértheti a nitrogénfogyasztást, hozamtérképeket és így tovább. A multispektrális kamerák azonban költségesek lehetnek, és áruk arányos az általuk alkalmazott technológiával. A spektrometria hagyományos megközelítése, hogy több kamerát használnak hosszú vagy rövid sávszűrővel, amelyek lehetővé teszik a szükséges spektrum áthaladását, miközben blokkolják a többit. Ennek a megközelítésnek két kihívása van; először is egyszerre, vagy a lehető legközelebb kell aktiválni a kamerákat; másodszor pedig regisztrálnia kell (egyesítenie kell képeket rétegről rétegre) a képeket, hogy egy végső összetettet alkothassanak a vágysávokkal. Ez azt jelenti, hogy nagy utómunkálatokra van szükség, amelyek időt és erőforrásokat igényelnek (drága szoftverek, például arcmap használatával, de nem feltétlenül). Más megközelítések ezt különböző módon kezelték; a legújabb technológiai fejlesztések a processzor szintjén lehetővé tették a szkenneléses CMOS érzékelők létrehozását az érzékelő elrendezésébe integrált sávszűrőkkel. Egy másik megközelítés olyan nyalábosztó (prizma) használata, amely a különböző fénysugarakat egy másik érzékelőre irányítja. Mindezek a technológiák rendkívül drágák, ezért nem érhetők el a felfedezők és a készítők számára. A Raspberry pi számítási modul és fejlesztőpanele olcsó választ ad ezekre a kérdésekre (bár nem mindegyikre).

1. lépés: A kamerák engedélyezése

Ügyeljen arra, hogy kövesse a kamerák CM -ben történő beállításának lépéseit, az alábbi útmutatók szerint:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

A két kamera egyidejű bekapcsolása a következők használatával:

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

Használja az alábbi témát, ha valamilyen okból nem működik:

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

További utasítások arra az esetre, ha a nulláról kezdené a CM -et:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

2. lépés: Vezeték nélküli soros kommunikáció

Vásároljon ilyen telemetriai rádiókészletet:

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

Ezek a rádiók négy vezetékkel rendelkeznek: föld (fekete), TX, RX, VCC (piros). Vágja le a kábelek egyik szélét, és használjon női csatlakozókat, amelyek illeszkednek a GPIO csapokhoz. Csatlakoztassa a fekete csatlakozót a földeléshez, a pirosat az 5V -hoz, a TX -et a 15 -ös érintkezőhöz, és az RX -et a 14 -es tűhöz a számítási modul fejlesztőlapjának J5 GPIO fejlécében.

Győződjön meg arról, hogy az adatátviteli sebességet 57600 -ra állította, és hogy a gazdaszámítógép felismerte és hozzáadta a rádiót COM -ként (a Windows rendszerben használja az eszközkezelőt). Ha a Putty -t használja, válassza a soros, a COM -portot (3, 4 vagy bármi, ami a számítógépben van), és állítsa az átviteli sebességet 57600 -ra. Kapcsolja be a CM -et, és miután betöltődött, kattintson az Enter gombra a számítógépen, ha nem t nem lát szöveget a kapcsolaton keresztül. Ha zavaros szöveget észlel, keresse meg a /boot/cmdline.txt fájlt. Az átviteli sebességnek 57600 -nak kell lennie. Ha további problémák merülnek fel, kérjük, ellenőrizze az alábbi útmutatót:

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

3. lépés: A kamerák…

Valójában az eredeti konfigurációban is használhatja a kamerákat, de ha nem, akkor módosítania kell őket, hogy illeszkedjenek az M12 objektívekhez. Ne feledje, hogy a V1 és V2 málna pi kamerák kissé eltérnek, így a régi M12 tartók nem fognak működni az új kamerákon. Ezenkívül néhány probléma merült fel az új kamerák párhuzamos indításakor, ha ezek közül bármelyiket tapasztalja, ellenőrizze ezt a témát a raspberry pi fórumon:

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

Mindenesetre a sudo rpi-update megoldja a problémát.

Az M12 objektívtartó Dremel -el „darálható”, hogy illessze a CMOS -érzékelő csatlakozóját a kameralaphoz. Csavarja le az eredeti lencsét, és helyezze az új lencsét az M12 tartó fölé. A jobb eredmény érdekében valójában teljesen megszabadulhat az eredeti lencseadaptertől, de lehet, hogy nem éri meg a munkát, tekintettel az érzékelő károsodásának kockázatára. Legalább hat kameralapot megsemmisítettem, mielőtt sikerült megszabadulnom a CMOS -érzékelő fölött található műanyag tartótól.

4. lépés: Wifi kapcsolat és extra tárhely

A CM fejlesztőkártya mindössze egy USB porttal rendelkezik; ennek következtében nagyon bölcsen kell használni, pl. wifi kapcsolat. Ha ezt meg akarja kerülni, akkor ki kell használnia a forrasztópáka készségeit, és csatlakoztatnia kell egy kettős USB -csatlakozót a fejlesztőpanel alá, ahol az USB forrasztva van. Ha ugyanazt használja, mint én

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

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

Csak kövesse a képen látható kábelek sorrendjét.

Ha kész, csatlakoztassa a wifi modult a kettős porthoz, kapcsolja be a CM -et, és ellenőrizze, hogy a wifi modul megfelelően működik -e.

Könnyebb SD -kártyát csatlakoztatni, mint USB -meghajtót, ezért vásároljon ilyesmit:

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

Az új külső tároló telepítéséhez gondosan kövesse ezt az oktatóanyagot:

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

Most 2 USB -portja, extra tárhelye és wifi -kapcsolata van.

5. lépés: Nyomtassa ki a tokot

Használjon ABS -t

6. lépés: Rakja össze a darabokat

A fényképezőgép összeszerelése előtt csatlakoztasson egy monitort és billentyűzetet a CM -hez, és fókuszálja az objektíveket. Ennek legjobb módja a következő parancs használata:

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

Ez örökre működteti a fényképezőgépet, ezért a képernyőt figyelve húzza szorosra az objektívet, amíg fókuszba nem kerül. Ne felejtse el ezt megtenni a másik kamerával úgy, hogy a -cs parancsot 0 -ról 1 -re változtatja.

Miután a lencsék fókuszáltak, tegyen egy kis csepp ragasztót az objektív és az M12 objektívtartó közé, hogy megakadályozza az objektív mozgását. Tegye ugyanezt, miközben a lencséket a tokhoz rögzíti. Győződjön meg arról, hogy mindkét lencse a lehető legnagyobb mértékben igazodik egymáshoz.

Fúróval nyisson ki egy lyukat a tok oldalán, és helyezze át a rádióantennát. Rögzítse biztonságosan a rádiót dupla szalaggal, és csatlakoztassa a GPIO -hoz.

Helyezze a CM fejlesztőlapot a tokba, és rögzítse 4 db 10 mm -es fém hatszögletű hosszabbítóval. Rögzítse a kameracsatlakozó adaptereit, hogy ne pattanjanak szabadon belül.

7. lépés: A Dropbox-Uploader konfigurálása, a Camera Script telepítése

Telepítse a dropbox_uploader alkalmazást az itt található utasításokat követve

github.com/andreafabrizi/Dropbox-Uploader

Használjon a képhez hasonló szkriptet.

8. lépés: Végső termék

A végső kamera elhelyezhető közepes (650 mm) drón alá, vagy még ennél is kisebbre. Minden a konfigurációtól függ. A kamera súlya nem haladja meg a 350-400 grammot.

A kamera áramellátásához külön akkumulátort kell biztosítania, vagy csatlakoztatnia kell a kamerát a drón táplapjához. Ügyeljen arra, hogy ne lépje túl a CM tábla energiaigényét. A fényképezőgép áramellátásához a következő elemeket használhatja:

www.adafruit.com/products/353

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

A támaszt és a rezgéscsillapítókat is felépítheti a drón specifikációi szerint.

Miután elkészítette az első képeket, használjon GIS programot, például Qgis vagy Arcgis Map, a képek regisztrálásához. Használhatja a matlabot is.

Boldog repülést!