Multispektralna kamera Raspberry Pi: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Multispektralna kamera može biti zgodan alat za otkrivanje stresa u biljkama ili prepoznavanje različitih vrsta umjesto razlika u refleksionim potpisima biljaka općenito. Ako se kombinira s dronom, kamera može pružiti podatke za brze NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), stvoriti mozaike farmi, šuma ili šuma, razumjeti potrošnju dušika, stvoriti karte prinosa itd. Ali multispektralne kamere mogu biti skupe, a njihova cijena je izravno proporcionalna vrsti tehnologije koju primjenjuju. Tradicionalni pristup spektrometriji je korištenje nekoliko kamera s dugim ili kratkim propusnim filterima koji omogućuju prolazak potrebnog spektra dok blokira ostale. Postoje dva izazova u tom pristupu; prvo, morate aktivirati kamere u isto vrijeme, ili što je moguće bliže; i drugo, morate registrirati (spojiti slike sloj po sloj) slike kako bi mogle formirati jedan konačni kompozit sa trakama želja u njemu. To znači da je potrebno obaviti veliki dio naknadne obrade, trošeći vrijeme i resurse (koristeći skupi softver poput arcmapa, ali ne nužno). Drugi pristupi su ovo rješavali na različite načine; najnoviji tehnološki razvoj na nivou procesora omogućio je stvaranje CMOS senzora za skeniranje sa opsežnim filterima integrisanim u raspored senzora. Drugi pristup je korištenje razdjelnika zraka (prizme) koji bi usmjerio različite snopove svjetlosti na drugi senzor. Sve su te tehnologije izuzetno skupe i stoga su nedostupne istraživačima i proizvođačima. Računalni modul Raspberry pi i njegova razvojna ploča nude jeftin odgovor na nekoliko ovih pitanja (mada ne na sva).

Korak 1: Omogućavanje kamera

Slijedite korake za postavljanje kamera u CM -u kako je navedeno u sljedećim vodičima:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Pokrenite obje kamere istovremeno koristeći:

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

Koristite sljedeću temu ako iz bilo kojeg razloga nije uspjela:

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

Dodatna uputstva u slučaju da počinjete ispočetka s CM -om ovdje:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Korak 2: Bežična serijska komunikacija

Kupite komplet telemetrijskih radija poput ovih:

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

Ovi radiji imaju četiri žice: uzemljenje (crno), TX, RX, VCC (crveno). Odlijepite jedan kraj kabela i upotrijebite ženske konektore koji odgovaraju GPIO pinovima. Spojite crni konektor na masu, crveni na 5V, TX na pin 15 i RX na pin 14 J5 GPIO zaglavlja razvojne ploče računarskog modula.

Provjerite jeste li postavili brzinu prijenosa na 57600 i je li vaš host računar prepoznao radio i dodao ga kao COM (u Windowsu za to koristite upravitelja uređaja). Ako koristite Putty, odaberite serijski, COM port (3, 4 ili šta god da je na vašem računaru) i postavite brzinu prijenosa na 57600. Uključite CM i nakon što se učitavanje završi, pritisnite enter na računaru ako ne ne vidite tekst koji dolazi kroz vezu. Ako primijetite neki iskrivljeni tekst, provjerite /boot/cmdline.txt. Brzina prijenosa trebala bi biti 57600. Ako se pojave dodatni problemi, provjerite sljedeće uputstvo:

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

Korak 3: Kamere…

Zapravo možete koristiti kamere u njihovoj izvornoj konfiguraciji, ali ako ne, morat ćete ih izmijeniti kako biste smjestili objektive M12. Imajte na umu da se maline pi kamere V1 i V2 malo razlikuju, pa stari držači M12 neće raditi na novim kamerama. Također, došlo je do nekih problema pri paralelnom pokretanju novih kamera, ako naiđete na bilo koji od ovih problema, provjerite ovu temu na forumu raspberry pi:

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

U svakom slučaju, sudo rpi-update trebao bi riješiti problem.

Držač objektiva M12 može se „brusiti“pomoću Dremela kako bi se spojio priključak CMOS senzora s pločom kamere. Odvijte originalni objektiv i postavite novi objektiv preko držača M12. Za bolje rezultate možete se u potpunosti riješiti originalnog adaptera objektiva, ali možda se ne bi isplatilo raditi u svjetlu rizika koji nosi sa sobom oštećenje senzora. Uništio sam najmanje šest ploča kamere prije nego što sam uspio riješiti plastični držač koji se nalazi iznad CMOS senzora.

Korak 4: Wifi veza i dodatna pohrana

CM razvojna ploča ima samo jedan USB port; kao rezultat toga morate ga koristiti vrlo mudro, npr. wifi veza. Ako želite to zaobići, morat ćete upotrijebiti svoje vještine lemljenja i priključiti dvostruki USB konektor ispod razvojne ploče, gdje je USB lemljen. Ako koristite isti ja imam

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

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

Samo slijedite redoslijed kabela na slici.

Kada završite, priključite svoj WiFi modul na dvostruki priključak, uključite CM i provjerite radi li WiFi modul ispravno.

Lakše je priključiti SD karticu nego USB pogon, pa kupite ovako nešto:

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

Da biste montirali novu vanjsku pohranu, pažljivo slijedite ovaj vodič:

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

Sada imate 2 USB priključka, dodatnu memoriju i WiFi vezu.

Korak 5: Odštampajte kućište

Koristite ABS

Korak 6: Spojite dijelove zajedno

Prije nego sastavite kameru, spojite monitor i tastaturu na CM i fokusirajte objektive. Najbolji način za to je korištenje sljedeće naredbe:

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

Kamera radi zauvijek, pa promatrajući vaš ekran, zategnite objektiv dok se ne fokusira. Ne zaboravite to učiniti s drugom kamerom promjenom naredbe -cs iz 0 u 1.

Kada fokusirate leće, stavite malu kap ljepila između leće i držača objektiva M12 kako biste spriječili bilo kakvo pomicanje leće. Učinite isto dok pričvršćujete objektive na kućište. Uvjerite se da su obje leće poravnane što je više moguće.

Bušilicom otvorite rupu sa strane kućišta i provucite radio antenu. Sigurno postavite radio pomoću dvostruke trake i spojite ga na GPIO.

Postavite CM razvojnu ploču u kućište i učvrstite je pomoću 4 metalna šesterokutna nastavka od 10 mm. Osigurajte adaptere konektora kamere tako da ne skaču slobodno prema unutra.

Korak 7: Konfigurirajte Dropbox-Uploader, instalirajte skriptu kamere

Instalirajte dropbox_uploader slijedeći upute navedene ovdje

github.com/andreafabrizi/Dropbox-Uploader

Koristite skriptu sličnu onoj na slici.

Korak 8: Finalni proizvod

Konačna kamera može se postaviti ispod drona srednje veličine (650 mm ⌀) ili čak manje. Sve ovisi o konfiguraciji. Kamera nema više od 350-400 grama.

Za napajanje kamere morat ćete osigurati zasebnu bateriju ili spojiti kameru na ploču za napajanje vašeg drona. Pazite da ne prekoračite zahtjeve snage CM ploče. Za napajanje fotoaparata možete koristiti sljedeće stavke:

www.adafruit.com/products/353

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

Također možete izgraditi nosač i prigušivače protiv vibracija prema vašim specifikacijama dronova.

Nakon što snimite prve fotografije, upotrijebite GIS program, poput Qgis ili Arcgis Map, da biste registrirali svoje slike. Možete koristiti i matlab.

Sretan let!