Máy ảnh đa góc nhìn Raspberry Pi: 8 bước (có ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Máy ảnh đa kính có thể là một công cụ tiện dụng để phát hiện tình trạng căng thẳng ở thực vật, hoặc nhận biết các loài khác nhau thay cho sự khác biệt về dấu hiệu phản xạ của thực vật nói chung. Nếu được kết hợp với máy bay không người lái, máy ảnh có thể cung cấp dữ liệu cho NDVI nhanh chóng (Chỉ số thực vật khác biệt được chuẩn hóa), tạo ảnh ghép của trang trại, rừng hoặc rừng, hiểu mức tiêu thụ nitơ, tạo bản đồ năng suất, v.v. Nhưng máy ảnh đa ống kính có thể tốn kém và giá của chúng tỷ lệ thuận với loại công nghệ mà chúng thực hiện. Một cách tiếp cận truyền thống đối với phép đo phổ là sử dụng một số máy ảnh có bộ lọc thông dải dài hoặc ngắn cho phép phổ yêu cầu vượt qua đáy trong khi chặn các máy ảnh khác. Có hai thách thức đối với cách tiếp cận đó; đầu tiên, bạn cần kích hoạt các camera cùng lúc hoặc càng gần càng tốt; và thứ hai, bạn cần đăng ký (hợp nhất hình ảnh từng lớp) các hình ảnh để chúng có thể tạo thành một tổng hợp cuối cùng với các dải mong muốn trong đó. Điều này có nghĩa là cần phải thực hiện rất nhiều công đoạn xử lý hậu kỳ, tiêu tốn thời gian và tài nguyên (sử dụng phần mềm đắt tiền như arcmap, nhưng không nhất thiết phải thực hiện). Các cách tiếp cận khác đã giải quyết vấn đề này theo những cách khác nhau; những phát triển công nghệ gần đây ở cấp độ bộ xử lý đã cho phép tạo ra các cảm biến CMOS quét với các bộ lọc băng tần được tích hợp trong bố cục của cảm biến. Một cách tiếp cận khác là sử dụng một bộ tách chùm (lăng kính) sẽ hướng các chùm ánh sáng khác nhau đến một cảm biến khác. Tất cả những công nghệ này đều cực kỳ đắt đỏ và do đó ngoài tầm với của các nhà thám hiểm và nhà chế tạo. Mô-đun tính toán Raspberry pi và bảng phát triển của nó cung cấp một câu trả lời rẻ cho một số câu hỏi trong số này (không phải tất cả).

Bước 1: Bật máy ảnh

Đảm bảo bạn làm theo các bước để thiết lập máy ảnh trong CM như được chỉ ra trong các hướng dẫn sau:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Kích hoạt cả hai máy ảnh cùng một lúc bằng cách sử dụng:

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

Sử dụng chủ đề sau nếu vì bất kỳ lý do gì mà nó không hoạt động:

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

Hướng dẫn thêm trong trường hợp bạn bắt đầu lại từ đầu với CM tại đây:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Bước 2: Giao tiếp nối tiếp không dây

Mua một bộ đài đo xa như sau:

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

Các bộ đàm này có bốn dây: Ground (đen), TX, RX, VCC (đỏ). Bóc một cực của cáp và sử dụng các đầu nối cái phù hợp với các chân GPIO. Kết nối đầu nối màu đen với mặt đất, màu đỏ với 5V, TX với chân 15 và RX với chân 14 của tiêu đề GPIO J5 của bảng phát triển mô-đun máy tính.

Đảm bảo rằng bạn đặt tốc độ truyền thành 57600 và máy tính chủ của bạn đã nhận dạng và thêm radio dưới dạng COM (trong Windows, hãy sử dụng trình quản lý thiết bị cho điều đó). Nếu sử dụng Putty, hãy chọn nối tiếp, cổng COM (3, 4 hoặc bất cứ thứ gì trong máy tính của bạn) và đặt tốc độ truyền thành 57600. Bật CM của bạn và sau khi tải xong, hãy nhấp vào enter trong máy tính của bạn nếu bạn không làm như vậy. không thấy bất kỳ văn bản nào đến qua kết nối. Nếu bạn nhận thấy bất kỳ văn bản nào bị cắt xén, hãy truy cập và kiểm tra /boot/cmdline.txt. Tốc độ truyền phải là 57600. Nếu có bất kỳ vấn đề nào khác phát sinh, vui lòng kiểm tra hướng dẫn sau:

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

Bước 3: Máy ảnh…

Bạn thực sự có thể sử dụng máy ảnh ở cấu hình ban đầu của chúng, nhưng nếu không, bạn sẽ cần phải sửa đổi chúng để phù hợp với ống kính M12. Hãy nhớ rằng máy ảnh mâm xôi pi V1 và V2 hơi khác nhau, do đó, những người sở hữu M12 cũ sẽ không hoạt động trên máy ảnh mới. Ngoài ra, có một số vấn đề khi kích hoạt song song các máy ảnh mới, nếu bạn gặp bất kỳ sự cố nào trong số này, vui lòng kiểm tra chủ đề này trong diễn đàn raspberry pi:

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

Trong mọi trường hợp, bản cập nhật sudo rpi sẽ khắc phục sự cố.

Giá đỡ ống kính M12 có thể được 'mài' bằng Dremel để lắp đầu nối của cảm biến CMOS với bo mạch máy ảnh. Tháo ống kính ban đầu và đặt ống kính mới lên giá đỡ M12. Để có kết quả tốt hơn, bạn thực sự có thể loại bỏ hoàn toàn bộ điều hợp ống kính ban đầu, nhưng nó có thể không đáng làm vì rủi ro dẫn đến làm hỏng cảm biến. Tôi đã phá hủy ít nhất sáu bo mạch camera trước khi cố gắng loại bỏ giá đỡ bằng nhựa nằm phía trên cảm biến CMOS.

Bước 4: Kết nối Wifi và Bộ nhớ bổ sung

Bảng phát triển CM chỉ có một cổng USB; do đó bạn phải sử dụng nó một cách khôn ngoan, ví dụ: kết nối wifi. Nếu bạn muốn làm điều đó, bạn sẽ phải sử dụng kỹ năng hàn sắt của mình và gắn một đầu nối USB kép dưới bảng phát triển, nơi USB được hàn. Nếu bạn đang sử dụng giống tôi có

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

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

Chỉ cần làm theo thứ tự cáp trong hình.

Sau khi hoàn tất, hãy gắn mô-đun wifi của bạn vào cổng kép, bật nguồn CM và xem mô-đun wifi có hoạt động chính xác hay không.

Gắn thẻ SD dễ hơn ổ USB, vì vậy hãy mua một cái gì đó như sau:

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

Để lắp bộ nhớ ngoài mới, hãy làm theo hướng dẫn này một cách cẩn thận:

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

Bây giờ bạn có 2 cổng USB, thêm dung lượng lưu trữ và kết nối wifi.

Bước 5: In vỏ máy

Sử dụng ABS

Bước 6: Đặt các mảnh lại với nhau

Trước khi bạn lắp ráp máy ảnh, hãy kết nối màn hình và bàn phím với CM, đồng thời lấy nét các ống kính. Cách tốt nhất để làm điều đó là sử dụng lệnh sau:

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

Điều đó làm cho máy ảnh hoạt động mãi mãi, vì vậy hãy quan sát màn hình của bạn, hãy vặn chặt ống kính cho đến khi được lấy nét. Hãy nhớ làm điều đó với máy ảnh khác bằng cách thay đổi lệnh -cs từ 0 thành 1.

Khi ống kính của bạn được lấy nét, hãy nhỏ một giọt keo vào giữa ống kính và giá đỡ ống kính M12 để ngăn chặn bất kỳ chuyển động nào của ống kính. Làm tương tự trong khi gắn các thấu kính vào hộp đựng. Đảm bảo rằng cả hai thấu kính được căn chỉnh hết mức có thể.

Sử dụng một mũi khoan để mở một lỗ trên mặt của vỏ máy và đưa qua ăng-ten radio. Đặt đài một cách an toàn bằng cách sử dụng băng keo hai mặt và kết nối nó với GPIO.

Đặt bảng phát triển CM bên trong hộp và cố định nó bằng 4 bộ mở rộng hình lục giác bằng kim loại 10mm. Giữ chặt các bộ điều hợp đầu nối máy ảnh để chúng không rơi tự do vào bên trong.

Bước 7: Định cấu hình Dropbox-Uploader, Cài đặt Camera Script

Cài đặt dropbox_uploader theo hướng dẫn được cung cấp tại đây

github.com/andreafabrizi/Dropbox-Uploader

Sử dụng một script tương tự như trong hình.

Bước 8: Sản phẩm cuối cùng

Máy ảnh cuối cùng có thể được đặt dưới một máy bay không người lái kích thước trung bình (650 mm ⌀) hoặc thậm chí nhỏ hơn. Tất cả phụ thuộc vào cấu hình. Máy ảnh không quá 350-400 gram.

Để cấp nguồn cho máy ảnh, bạn sẽ phải cung cấp pin riêng hoặc kết nối máy ảnh với bảng nguồn của máy bay không người lái của bạn. Hãy cẩn thận để không vượt quá yêu cầu công suất của bảng CM. Bạn có thể sử dụng các mục sau để cấp nguồn cho máy ảnh của mình:

www.adafruit.com/products/353

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

Bạn cũng có thể chế tạo giá đỡ và bộ giảm chấn chống rung theo thông số kỹ thuật của máy bay không người lái của mình.

Khi bạn đã chụp những bức ảnh đầu tiên, hãy sử dụng chương trình GIS như Qgis hoặc Arcgis Map để đăng ký hình ảnh của bạn. Bạn cũng có thể sử dụng matlab.

Chuyến bay vui vẻ!