Kamera za vožnju unatrag za električna invalidska kolica: 10 koraka (sa slikama)

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

Moj brat koristi Invacare TDX električna invalidska kolica, kojima je lako upravljati u svim smjerovima, ali zbog ograničene vidljivosti straga, teško je voziti unatrag u ograničenim prostorima. Cilj projekta je izgraditi kameru za vožnju unatrag koristeći IP streaming do mobilnog telefona, koji je montiran blizu njegovog upravljačkog džojstika.

Potrebne komponente:

• napajanje i distribucija električne energije pomoću invalidskih kolica
• stražnju kameru i video streamer
• držač mobilnog telefona za kontrolnu tablu.

Napajanje dolazi iz samih invalidskih kolica, koja koriste olovne baterije od 24V. Priključak za punjenje se zloupotrebljava za uključivanje pretvarača napajanja u USB, koji napaja Raspberry odgovoran za streaming, a po potrebi i mobilni telefon.

Streaming vrši Raspberry Pi Zero W, koji služi kao bežična pristupna tačka i struji video na bilo koji uređaj povezan na bežičnu mrežu.

Mobilni telefon za prikaz slike montiran je sa 3D štampanim adapterom na upravljačku jedinicu za invalidska kolica.

Da biste pratili ovaj projekt, trebat će vam osnovno znanje o Debian/Linuxu jer konfiguracija zahtijeva ručni rad. Međutim, nije previše teško, pa pokušajte - ako niste sigurni postoji stotine vodiča na Linuxu koji vam mogu pomoći.

Korak 1: Potrebni dijelovi

Raspberry Pi Zero W: Glavna komponenta za streaming video zapisa

SainSmart širokougaoni objektivi fotoaparata sa ribljim okom za Raspberry Pi: Arduino kamera kompatibilna širokougaona kamera (170 ° FOV)

2 × Plastična kućišta: Jedno manje kućište za malinu i kameru, jedno veće kućište za distribuciju energije

XLR utikač: Za spajanje na priključak za punjenje invalidskih kolica

USB port za automobil (npr. TurnRaise 12-24V 3.1A): 24V na USB pretvarač u malom kućištu za upotrebu u automobilu i na motociklu. Može biti bilo šta što koristi 24V ulaz i pruža USB izlaz.

Razni kablovi:

• Kabel za napajanje koji vodi od XLR priključka do stražnje strane invalidskih kolica,
• USB kabel za napajanje maline

3D štampani adapter za telefon 3D štampani adapter za upravljačku jedinicu u invalidskim kolicima koji služi kao osnova za standardni držač mobilnog telefona u automobilu:

Držač mobilnog telefona u automobilu: Držač mobilnog telefona koji se može pričvrstiti na ravnu površinu (npr. Držač telefona na komandnoj tabli). Koristio sam jedan od njemačkog proizvođača Hama.

Korak 2: Postavljanje kamere za maline

Instalirajte Raspbian sa https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ slijedeći upute sa

Instalirajte sva ažuriranja pokretanjem sljedeće dvije naredbe s terminala:

sudo apt-get update

sudo apt-get dist-upgrade

Isključite, povežite kameru. Ponovo pokrenite malinu.

Na ploči Raspberry Setup omogućite kameru i omogućite SSH pristup malini. Sainsmart kamera radi kao službena Pi kamera, možete slijediti upute koje se nalaze ovdje: https://www.raspberrypi.org/learning/addons-guide… Nažalost još niste završili. Potreban nam je v4l upravljački program za raspi-cam, koji nije omogućen. Prvo biste trebali ažurirati firmver svoje maline da biste dobili najnoviji firmver i upravljački program kernela - pokrenite sljedeće u terminalu:

sudo raspi-update

Sada morate učitati upravljački program jezgre v4l upisivanjem u terminal:

sudo modprobe bcm2835-v4l2

Ako je ovo uspjelo bez poruka o grešci, sada biste trebali imati uređaj /dev /video0, provjerite kod

ls - l /dev /vid*

Ako je ovo uspjelo, dodajte bcm2835-v4l2 u /etc /modules kako biste omogućili modul pri svakom pokretanju.

Da li kamera radi možete provjeriti pomoću naredbe:

raspistill -o cam.jpg

Korak 3: Instalirajte V4l2rtspserver

Prvo morate instalirati cmake jer ćemo sami sastaviti program za streaming videozapisa:

sudo apt-get install cmake

Za streaming koristimo v4l2rtspserver jer je pokazao najmanju latenciju u našim probama. Kôd možete dobiti sa

Instalirajte ga sa:

git clone

cd h264v4l2rtspserver

cmake.

make install

Sve bi trebalo završiti bez grešaka i to možete testirati sada pokretanjem poslužitelja za streaming sa terminala:

v4l2rtspserver -W 352 -H 288 -F 10 /dev /video0

Povežite se s VLC -om na računaru u istoj mreži sa malinom: rtsp: //: 8554/unicast da provjerite radi li streaming.

Kreirajte skriptu pod nazivom launcher.sh u svom kućnom direktoriju pomoću vašeg omiljenog uređivača (koji bi trebao biti vi):

!#/bin/bashsleep 20 v4l2rtspserver -W 352 -H 288 -F 10/dev/video0

Naredba za spavanje potrebna je da bi se omogućilo da video upravljački program postane spreman. Vjerovatno se može postaviti na manje od 20 sekundi….

Dodajte ovu skriptu u svoj crontab s "crontab -e" i dodavanjem:

@reboot sh /home/pi/bbt/launcher.sh>/home/pi/logs/cronlog 2> & 1

Ovo bi trebalo pokrenuti streaming pri svakom pokretanju automatski.

Alternative za streaming:

Postoji nekoliko alternativa koje možete koristiti za streaming videa, isprobao sam motion i vlc. Motion je alat za web kameru koji detektira kretanje pa obavlja dodatnu analizu slika na slikama i vjerojatno je nešto sporiji od pukog streaminga.

VLC radi bez ikakvih dodatnih kompilacija:

cvlc v4l2: /// dev/video0 --v4l2-širina 320 --v4l2-visina 200 --v4l2-chroma h264 --sout '#standard {access = http, mux = ts, dst = 0.0.0.0: 12345} '

Ova naredba struji h264 kodirani video putem http na portu 12345. Latencija je otprilike 2 sekunde u našem testnom postavljanju.

Korak 4: Postavite malinu kao WiFi pristupnu tačku: 1. dio - Hostapd

Ovaj korak postavlja vašu Raspberry kao pristupnu tačku. Nakon toga više niste povezani s mrežom, ali Malina otvara vlastitu WiFi mrežu. U slučaju grešaka, morate imati pristup malini sa tastaturom i ekranom, pa to učinite prije nego što malinu zakopate u kućište negdje …

Slijedim ovdje opisanu metodu:

Instalirajte hostapd i dnsmasq:

sudo apt-get install dnsmasq hostapd

Onemogućite dhcp na sučelju wlan0 dodavanjem sljedeće linije u /etc/dhcpd.conf (po mogućnosti pri vrhu)

denyinterfaces wlan0

Konfigurirajte statički IP za wlan0 sučelje uređivanjem/etc/network/sučelja tako da uključuje sljedeće:

allow-hotplug wlan0 iface wlan0 inet statička adresa 172.24.1.1 maska mreže 255.255.255.0 mreža 172.24.1.0 emitovanje 172.24.1.255

Ponovo pokrenite dhcp demon sa sudo servisom dhcpcd restartand zatim ponovno učitajte wlan0 konfiguraciju sa

sudo ifdown wlan0; sudo ifup wlan0

Sačuvajte priloženi hostapd.conf pod /etc/hostapd/hostapd.conf (nakon što provjerite sadržaj i prilagodite ga svojim željama - trebali biste barem promijeniti SSID i pristupnu frazu na nešto sigurnije).

Sada možete provjeriti radi li pokretanjem:

sudo/usr/sbin/hostapd /etc/hostapd/hostapd.conf

Trebali biste se moći povezati s novom mrežom, ali još uvijek nećete dobiti IP adresu. Zaustavite hostapd pritiskom na CTRL-C. Omogućite automatski početak hostapd -a uređivanjem/etc/default/hostapd i dodavanjem lokacije konfiguracijske datoteke promjenom odgovarajućeg retka u

DAEMON_CONF = "/etc/hostapd/hostapd.conf"

Korak 5: Postavite malinu kao WiFi pristupnu tačku: 2. dio - Dnsmasq

Premjestite priloženu dnsmasq konfiguraciju u datoteku sigurnosne kopije (budući da sadrži puno komentara, još uvijek je možete koristiti za referencu):

sudo mv /etc/dnsmasq.conf /etc/dnsmasq.conf.orig

Zatim kreirajte novi /etc/dnsmasq.conf sa sljedećim sadržajem:

server = 8.8.8.8 # Proslijedite DNS zahtjeve na Google DNS potrebnu domenu # Ne prosljeđujte kratka imena lažna-priv # Nikada ne prosljeđujte adrese u nesmještenim adresama. dhcp-range = 172.24.1.50, 172.24.1.150, 12h # Dodijelite IP adrese između 172.24.1.50 i 172.24.1.150 s najmom od 12 sati

Vezivanje dnsmasq usluge na određenu adresu dovelo je do problema u našoj instalaciji, pa smo je jednostavno pustili da radi na svim sučeljima. Kako malina Pi Zero W ima samo WiFi, to nije problem ako ne povežete USB Ethernet sučelje … (u ovom slučaju na ovom sučelju biste imali i dhcp poslužitelj, pa bi to moglo poremetiti mrežu na koju se povezujete pomoću kabela).

Ne morate raditi dodatne korake da biste pokrenuli dnsmasq pri pokretanju, automatski se pokreće. Međutim, trebali biste sve testirati prije ponovnog pokretanja tako što ćete ručno pokrenuti obje usluge i provjeriti možete li se povezati na WiFi i dobiti IP adresu (možete također reći svom mobilnom telefonu da ovaj WiFi nema internet i da je to u redu):

sudo servis hostapd start sudo servis dnsmasq start

Korak 6: Provjerite softver

Sada kada ste sve konfigurirali, vrijeme je za kratku provjeru (prije nego što je sve teže pristupiti). Ponovo pokrenite malinu.

Povežite se na WiFi ako je malina s vašim mobilnim telefonom. Povežite streaming video klijent (npr. VLC koji postoji za sve operativne sisteme) na stream maline odabirom "Mrežni tok" i povezivanjem na rtsp: //: 8554/unicast (IP je vašeg uređaja, ako niste promijenite to je 172.24.1.1).

Sada biste trebali vidjeti neki video uživo s kamere … (Imao sam nekih problema s VLC -om za Android, ali VLC za iOS je radio bez problema - nisam dalje istraživao Android verziju jer moj brat koristi iOS).

Korak 7: Uključivanje izvora napajanja

Invacare kontrola koristi ono što se čini standardom za invalidska kolica s pogonom. Konektor je standardni XLR konektor koji se koristi za mikrofone. Pin 1 je pozitivan, pin 2 negativan. Invacare ima dva dodatna pina za komunikaciju, ali nećemo se petljati s ovim …

Spojite XLR konektor na USB adapter za napajanje i sve stavite u kutiju. Za uvlačenje kabela u kutiju dobra je ideja provlačenje. Uvjerite se da je kabel dovoljno dug da se iz upravljačkog modula invalidskih kolica provede do naslona za leđa gdje ćete pričvrstiti kutiju za napajanje. Kabele možete provesti prateći kabele upravljačkog modula kako biste bili sigurni da nisu zaglavljeni nigdje u pokretnom dijelu.

Korak 8: Izrada kutije za kameru

Napravite kutiju koja odgovara malini pi i kameri. Kutiji je potrebna rupa sa strane za prolazak USB kabela za napajanje i otvor za kameru koji je dovoljno velik da ne ometa pogled. Montirao sam kameru pod uglom od otprilike 45 ° tako da je usmjerena prema dolje kako bih mogla vidjeti stražnje kotače invalidskih kolica. Koristio sam standardnu plastičnu kutiju u koju sam izrezao neke rupe, ali možete i 3D ispisati mlađu verziju (možda za verziju 2)

Korak 9: Postavite držač telefona

Za pričvršćivanje mobilnog telefona na invalidska kolica odštampao sam 3d ploču adaptera koja se nalazi ovdje: https://www.thingiverse.com/thing:2742683 (u prilogu je i datoteka STL). Pričvršćen je na upravljačku jedinicu za invalidska kolica. Na ovu ploču možete zalijepiti bilo koji držač za auto telefon, koji možete kupiti jeftino.

Korak 10: Sastavite sve i isprobajte

Sada je vrijeme da sve sastavite:

Pričvrstite kutiju za kameru negdje na stražnjoj strani invalidskih kolica gdje pogled nije zaklonjen i kamera je okrenuta unatrag. Priključite kutiju za napajanje negdje straga gdje vam ne smeta. Priključite USB kabel od maline u utičnicu za napajanje. Spojite kutiju za napajanje s XLR utikačem na priključak za punjenje na upravljačkoj jedinici za invalidska kolica. Sve bi trebalo početi sada.

Instalirajte VLC na svoj mobilni telefon (ako to još niste učinili …) i povežite se na Raspberry putem rtsp: //: 8554/unicast

Sada biste trebali vidjeti sliku kamere na svom mobilnom telefonu:-)

Stavite držač mobilnog telefona na upravljačku jedinicu za invalidska kolica i pričvrstite telefon na njega. I to je to, gotovi ste!

Druga nagrada na takmičenju Raspberry Pi 2017