Een Raspberry Pi multispectrale camera - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Een multispectrale camera kan een handig hulpmiddel zijn om stress in planten te detecteren, of om verschillende soorten te herkennen in plaats van de verschillen in de reflectiekenmerken van planten in het algemeen. In combinatie met een drone kan de camera de gegevens leveren voor snelle NDVI's (Normalised Difference Vegetation Index), mozaïeken maken van boerderijen, bossen of bossen, inzicht krijgen in het stikstofverbruik, opbrengstkaarten maken, enzovoort. Maar multispectrale camera's kunnen kostbaar zijn en hun prijs is recht evenredig met het soort technologie dat ze implementeren. Een traditionele benadering van spectrometrie is het gebruik van meerdere camera's met lange of korte banddoorlaatfilters die het vereiste spectrum doorlaten terwijl de andere worden geblokkeerd. Er zijn twee uitdagingen voor die benadering; eerst moet u de camera's tegelijkertijd of zo dichtbij mogelijk activeren; en ten tweede moet je de afbeeldingen registreren (afbeeldingen laag na laag samenvoegen) zodat ze een definitieve compositie kunnen vormen met de wensbanden erin. Dit betekent dat er veel nabewerking moet worden gedaan, wat tijd en middelen kost (met behulp van dure software zoals arcmap, maar niet noodzakelijk). Andere benaderingen hebben dit op verschillende manieren aangepakt; recente technologische ontwikkelingen op processorniveau hebben het mogelijk gemaakt om CMOS-scansensoren te creëren met bandfilters die in de lay-out van de sensor zijn geïntegreerd. Een andere benadering is het gebruik van een bundelsplitser (prisma) die de verschillende lichtbundels naar een andere sensor zou leiden. Al deze technologieën zijn extreem duur en daardoor onbereikbaar voor ontdekkingsreizigers en makers. De Raspberry pi-rekenmodule en het ontwikkelbord bieden een goedkoop antwoord op enkele van deze vragen (niet allemaal).

Stap 1: De camera's inschakelen

Zorg ervoor dat je de stappen volgt voor het instellen van de camera's in de CM zoals aangegeven in de volgende tutorials:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Activeer beide camera's tegelijkertijd met:

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

Gebruik het volgende onderwerp als het om welke reden dan ook niet werkt:

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

Verdere instructies voor het geval je helemaal opnieuw begint met de CM hier:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Stap 2: Draadloze seriële communicatie

Koop een set telemetrieradio's zoals deze:

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

Deze radio's hebben vier draden: aarde (zwart), TX, RX, VCC (rood). Trek een uiteinde van de kabels af en gebruik vrouwelijke connectoren die op de GPIO-pinnen passen. Sluit de zwarte connector aan op aarde, rood op 5V, TX op pin 15 en RX op pin 14 van de J5 GPIO-header van het ontwikkelbord van de rekenmodule.

Zorg ervoor dat u de baudrate instelt op 57600 en dat uw hostcomputer de radio heeft herkend en toegevoegd als COM (gebruik daarvoor in Windows Apparaatbeheer). Als je Putty gebruikt, kies dan serieel, de COM-poort (3, 4 of wat het ook is in je computer), en stel de baudrate in op 57600. Schakel je CM in en nadat het laden is voltooid, klik je op enter in je computer als je dat niet doet' geen tekst door de verbinding zien komen. Als je onleesbare tekst ziet, ga dan naar /boot/cmdline.txt. De baudrate moet 57600 zijn. Als er zich nog meer problemen voordoen, raadpleeg dan de volgende tutorial:

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

Stap 3: De camera's…

Je kunt de camera's in hun oorspronkelijke configuratie gebruiken, maar als dat niet het geval is, moet je ze aanpassen om de M12-lenzen te kunnen gebruiken. Houd er rekening mee dat de Raspberry Pi-camera's V1 en V2 iets anders zijn, dus oude M12-houders werken niet op nieuwe camera's. Er waren ook enkele problemen bij het parallel activeren van de nieuwe camera's. Als je een van deze problemen ervaart, raadpleeg dan dit onderwerp op het raspberry pi-forum:

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

In ieder geval zou een sudo rpi-update het probleem moeten oplossen.

De M12-lenshouder kan met een Dremel worden 'geslepen' om de connector van de CMOS-sensor op het camerabord te passen. Schroef de originele lens los en plaats de nieuwe lens over de M12-houder. Voor betere resultaten kun je de originele lensadapter eigenlijk helemaal weg doen, maar het is misschien niet de moeite waard gezien het risico dat de sensor met zich meebrengt. Ik heb ten minste zes cameraborden vernietigd voordat ik de plastic houder boven de CMOS-sensor wist te verwijderen.

Stap 4: Wifi-verbinding en extra opslag

Het CM-ontwikkelbord heeft slechts één USB-poort; als gevolg daarvan moet je het heel verstandig gebruiken, b.v. wifi verbinding. Als je dat wilt omzeilen, moet je je soldeerboutvaardigheden gebruiken en een dubbele USB-connector bevestigen onder het ontwikkelbord, waar de USB wordt gesoldeerd. Als je hetzelfde gebruikt als ik heb

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

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

Volg gewoon de kabelvolgorde in de afbeelding.

Als je klaar bent, sluit je je wifi-module aan op de dubbele poort, zet je de CM aan en kijk je of de wifi-module correct werkt.

Het is gemakkelijker om een SD-kaart aan te sluiten dan een USB-stick, dus koop zoiets als dit:

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

Volg deze tutorial zorgvuldig om de nieuwe externe opslag te koppelen:

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

Nu heb je 2 USB-poorten, extra opslagruimte en wifi-verbinding.

Stap 5: Druk de zaak af

Gebruik ABS

Stap 6: Leg de stukken bij elkaar

Sluit voordat je de camera monteert een monitor en toetsenbord aan op de CM en stel de lenzen scherp. De beste manier om dat te doen is door het volgende commando te gebruiken:

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

Dat laat de camera voor altijd draaien, dus observeer je scherm, draai de lens vast totdat hij is scherpgesteld. Vergeet niet om dat met de andere camera te doen door de opdracht -cs van 0 in 1 te veranderen.

Zodra uw lenzen zijn scherpgesteld, plaatst u een kleine druppel lijm tussen de lens en de M12-lenshouder om beweging van de lens te voorkomen. Doe hetzelfde terwijl u de lenzen aan de behuizing bevestigt. Zorg ervoor dat beide lenzen zoveel mogelijk zijn uitgelijnd.

Gebruik een boor om een gat aan de zijkant van de behuizing te openen en door de radioantenne te steken. Zet de radio stevig vast met dubbelzijdig plakband en sluit hem aan op de GPIO.

Plaats het CM-ontwikkelbord in de behuizing en zet het vast met 4 metalen zeshoekige verlengstukken van 10 mm. Zet de adapters van de cameraconnector vast zodat ze niet vrij naar binnen kunnen stuiteren.

Stap 7: Configureer Dropbox-Uploader, installeer het camerascript

Installeer dropbox_uploader volgens de instructies die hier worden gegeven

github.com/andreafabrizi/Dropbox-Uploader

Gebruik een script dat lijkt op dat in de afbeelding.

Stap 8: Eindproduct

De uiteindelijke camera kan onder een middelgrote (650 mm⌀) drone of zelfs kleiner worden geplaatst. Het hangt allemaal af van de configuratie. De camera is niet meer dan 350-400 gram.

Om de camera van stroom te voorzien, zul je een aparte batterij moeten voorzien, of de camera op het powerboard van je drone moeten aansluiten. Zorg ervoor dat u de stroomvereisten van het CM-bord niet overschrijdt. U kunt de volgende items gebruiken om uw camera van stroom te voorzien:

www.adafruit.com/products/353

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

Je kunt ook de ondersteuning en de trillingsdempers bouwen volgens je drone-specificaties.

Nadat u de eerste foto's hebt gemaakt, gebruikt u een GIS-programma zoals Qgis of Arcgis Map om uw afbeeldingen te registreren. Je kunt ook matlab gebruiken.

Fijne vlucht!