Aveņu Pi multispektrālā kamera: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Multispektrālā kamera var būt ērts līdzeklis, lai noteiktu stresu augos vai atpazītu dažādas sugas, nevis augu atstarošanas parakstu atšķirības. Ja to apvieno ar bezpilota lidaparātu, kamera var nodrošināt datus par ātrajiem NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), izveidot fermu, mežu vai mežu mozaīkas, izprast slāpekļa patēriņu, izveidot ražas kartes un tā tālāk. Bet multispektrālās kameras var būt dārgas, un to cena ir tieši proporcionāla to īstenotajai tehnoloģijai. Tradicionāla pieeja spektrometrijai ir vairāku kameru izmantošana ar gariem vai īsiem joslas caurlaidības filtriem, kas ļauj vajadzīgajam spektram iziet cauri, vienlaikus bloķējot citus. Šai pieejai ir divi izaicinājumi; pirmkārt, jums ir jāaktivizē kameras vienlaikus vai pēc iespējas tuvāk; un, otrkārt, jums ir jāreģistrē (sapludiniet attēlus slāni pēc slāņa) attēlus, lai tie varētu izveidot vienu galīgo kompozītu ar vēlmju joslām. Tas nozīmē, ka ir jāveic daudz pēcapstrādes, patērējot laiku un resursus (izmantojot dārgu programmatūru, piemēram, loka karti, bet ne obligāti). Citas pieejas to ir risinājušas dažādos veidos; jaunākie tehnoloģiju sasniegumi procesora līmenī ir ļāvuši izveidot skenējamus CMOS sensorus ar sensoru izkārtojumā integrētiem joslas filtriem. Vēl viena pieeja ir izmantot staru sadalītāju (prizmu), kas novirzītu dažādus gaismas starus uz citu sensoru. Visas šīs tehnoloģijas ir ārkārtīgi dārgas un tāpēc nav pieejamas pētniekiem un veidotājiem. Raspberry pi skaitļošanas modulis un tā izstrādes panelis piedāvā lētu atbildi uz dažiem no šiem jautājumiem (tomēr ne visus).

1. darbība: kameru iespējošana

Pārliecinieties, ka veicat kameras iestatīšanas darbības CM, kā norādīts šajās apmācībās:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Aktivizējiet abas kameras vienlaikus, izmantojot:

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

Izmantojiet šo tēmu, ja kāda iemesla dēļ tā nedarbojās:

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

Papildu norādījumi gadījumā, ja ar CM sākat no nulles, skatiet šeit:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

2. darbība. Bezvadu seriālā komunikācija

Pērciet šādu telemetrijas radio komplektu:

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

Šiem radioaparātiem ir četri vadi: zemējums (melns), TX, RX, VCC (sarkans). Noņemiet vienu kabeļu galējību un izmantojiet sieviešu savienotājus, kas atbilst GPIO tapām. Savienojiet melno savienotāju ar zemi, sarkano - ar 5 V, TX - uz 15. tapu un RX - uz 14. tapu skaitļošanas moduļa izstrādes plates J5 GPIO galvenē.

Pārliecinieties, vai esat iestatījis datu pārraides ātrumu 57600 un vai jūsu saimniekdators ir atpazinis un pievienojis radio kā COM (sistēmā Windows tam izmantojiet ierīces pārvaldnieku). Ja izmantojat Putty, izvēlieties seriālo, COM portu (3, 4 vai jebkuru citu, kas atrodas jūsu datorā) un iestatiet datu pārraides ātrumu uz 57600. Ieslēdziet savu CM un pēc tam, kad tas ir ielādēts, datorā noklikšķiniet uz Enter, ja nevēlaties t neredzat tekstu, kas nāk caur savienojumu. Ja pamanāt izkropļotu tekstu, dodieties un pārbaudiet /boot/cmdline.txt. Batu pārraides ātrumam jābūt 57600. ja rodas vēl kādas problēmas, lūdzu, pārbaudiet šo pamācību:

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

3. darbība: kameras…

Jūs faktiski varat izmantot kameras to sākotnējā konfigurācijā, bet, ja nē, tās būs jāpārveido, lai tās atbilstu M12 objektīviem. Paturiet prātā, ka aveņu pi kameras V1 un V2 nedaudz atšķiras, tāpēc vecie M12 turētāji nedarbosies ar jaunām kamerām. Paralēli iedarbinot jaunas kameras, radās arī dažas problēmas, ja rodas kāda no šīm problēmām, lūdzu, pārbaudiet šo tēmu aveņu pi forumā:

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

Jebkurā gadījumā problēma jānovērš, izmantojot atjauninājumu sudo rpi.

M12 objektīva turētāju var “sasmalcināt” ar Dremel, lai CMOS sensora savienotāju savienotu ar kameras paneli. Atskrūvējiet oriģinālo objektīvu un novietojiet jauno objektīvu virs M12 turētāja. Lai iegūtu labākus rezultātus, jūs faktiski varat pilnībā atbrīvoties no oriģinālā objektīva adaptera, taču, iespējams, tas nav tā vērts, ņemot vērā risku, kas saistīts ar sensora sabojāšanu. Es iznīcināju vismaz sešas kameru plates, pirms izdevās atbrīvoties no plastmasas turētāja, kas atrodas virs CMOS sensora.

4. darbība: Wi -Fi savienojums un papildu krātuve

CM izstrādes panelī ir tikai viens USB ports; kā rezultātā jums tas ir jāizmanto ļoti saprātīgi, piem. wifi savienojums. Ja vēlaties to apiet, jums būs jāizmanto savas lodāmura prasmes un jāpievieno dubults USB savienotājs zem izstrādes plates, kur USB ir pielodēts. Ja jūs izmantojat to pašu, ko es

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

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

Vienkārši ievērojiet attēlā redzamo kabeļu secību.

Kad esat pabeidzis, pievienojiet savu wifi moduli dubultajam portam, ieslēdziet CM un pārbaudiet, vai wifi modulis darbojas pareizi.

SD karti ir vieglāk pievienot nekā USB disku, tāpēc iegādājieties kaut ko līdzīgu:

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

Lai uzstādītu jauno ārējo krātuvi, uzmanīgi izpildiet šo pamācību:

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

Tagad jums ir 2 USB porti, papildu krātuve un wifi savienojums.

5. darbība: izdrukājiet lietu

Izmantojiet ABS

6. darbība: salieciet gabalus kopā

Pirms kameras salikšanas pievienojiet CM monitoru un tastatūru un fokusējiet objektīvus. Labākais veids, kā to izdarīt, ir izmantot šādu komandu:

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

Tas kameru darbina mūžīgi, tāpēc, vērojot ekrānu, pievelciet objektīvu, līdz tas ir fokusēts. Atcerieties to darīt ar citu kameru, mainot komandu -cs no 0 uz 1.

Kad objektīvi ir fokusēti, ielieciet nelielu līmes pilienu starp objektīvu un M12 objektīva turētāju, lai novērstu objektīva kustību. Dariet to pašu, pievienojot objektīvus korpusam. Pārliecinieties, ka abas lēcas ir pēc iespējas izlīdzinātas.

Izmantojiet urbi, lai korpusa sānos atvērtu caurumu un izlaistu radio antenu. Novietojiet radio droši, izmantojot dubultu sejas lenti, un pievienojiet to GPIO.

Ievietojiet CM izstrādes plāksni korpusa iekšpusē un nostipriniet to ar 4 10 mm metāla sešstūra pagarinātājiem. Nostipriniet kameras savienotāja adapterus, lai tie brīvi neatlec iekšā.

7. darbība: konfigurējiet Dropbox augšupielādētāju, instalējiet kameras skriptu

Instalējiet dropbox_uploader, ievērojot šeit sniegtos norādījumus

github.com/andreafabrizi/Dropbox-Uploader

Izmantojiet skriptu, kas līdzīgs attēlā redzamajam.

8. solis: galaprodukts

Pēdējo kameru var novietot zem vidēja (650 mm) drona vai pat mazāka. Tas viss ir atkarīgs no konfigurācijas. Kamera sver ne vairāk kā 350-400 gramus.

Lai darbinātu kameru, jums būs jānodrošina atsevišķs akumulators vai jāpievieno kamera drona barošanas panelim. Esiet piesardzīgs, lai nepārsniegtu CM paneļa jaudas prasības. Kameras barošanai varat izmantot šādus elementus:

www.adafruit.com/products/353

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

Jūs varat arī izveidot atbalstu un pretvibrācijas slāpētājus atbilstoši jūsu drona specifikācijām.

Kad esat uzņēmis pirmos attēlus, izmantojiet GIS programmu, piemēram, Qgis vai Arcgis Map, lai reģistrētu savus attēlus. Varat arī izmantot matlab.

Laimīgu lidojumu!