Et Raspberry Pi multispektral kamera: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Et multispektral kamera kan være et praktisk verktøy for å oppdage stress hos planter, eller gjenkjenne forskjellige arter i stedet for forskjellene i refleksjonssignaturene til planter generelt. Hvis det kombineres med en drone, kan kameraet levere data for raske NDVI -er (normalisert differensial vegetasjonsindeks), lage mosaikker av gårder, skoger eller skogsområder, forstå nitrogenforbruk, lage avlingskart og så videre. Men multispektrale kameraer kan være kostbare, og prisen er direkte proporsjonal med den teknologien de implementerer. En tradisjonell tilnærming til spektrometri er å bruke flere kameraer med lange eller korte båndpassfiltre som lar det nødvendige spekteret passere gjennom trau mens de andre blokkeres. Det er to utfordringer med denne tilnærmingen; først må du utløse kameraene samtidig, eller så nært som mulig; og for det andre må du registrere (flette bildene lag etter lag) bildene slik at de kan danne en siste kompositt med ønskebåndene i den. Dette betyr at en stor del etterbehandling må gjøres, og som krever tid og ressurser (ved bruk av kostbar programvare som arcmap, men ikke nødvendigvis). Andre tilnærminger har håndtert dette på forskjellige måter; nyere teknologiutvikling på prosessornivå har gjort det mulig å opprette skannede CMOS -sensorer med båndfiltre integrert i sensorens layout. En annen tilnærming er å bruke en strålesplitter (prisme) som vil lede de forskjellige lysstrålene til en annen sensor. Alle disse teknologiene er ekstremt dyre og derfor utilgjengelige for oppdagelsesreisende og produsenter. Raspberry pi -beregningsmodulen og utviklingsbordet gir et billig svar på noen av disse spørsmålene (ikke alle).

Trinn 1: Aktivering av kameraene

Sørg for at du følger trinnene for å sette opp kameraene i CM som angitt i følgende opplæringsprogrammer:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Utløs begge kameraene samtidig med:

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

Bruk følgende emne hvis det av en eller annen grunn ikke fungerte:

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

Ytterligere instruksjoner hvis du starter fra bunnen av med CM her:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Trinn 2: Trådløs seriell kommunikasjon

Kjøp et sett med telemetri -radioer som disse:

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

Disse radioene har fire ledninger: Ground (svart), TX, RX, VCC (rød). Trekk av en ekstrem av kablene og bruk hunnkontakter som passer GPIO -pinnene. Koble den svarte kontakten til bakken, rød til 5V, TX til pinne 15 og RX til pinne 14 på J5 GPIO -hodet på beregningsmodulens utviklingskort.

Sørg for at du angir overføringshastigheten til 57600, og at vertsmaskinen din har gjenkjent og lagt til radioen som COM (i Windows bruker du enhetsbehandling for det). Hvis du bruker Putty, velger du seriell, COM -porten (3, 4 eller hva det er i datamaskinen), og angir overføringshastigheten til 57600. Slå på CM -en, og etter at den er lastet inn, klikker du enter i datamaskinen hvis du ikke gjør det t se noen tekst som kommer gjennom tilkoblingen. Hvis du oppdager forvrengt tekst, kan du gå til /boot/cmdline.txt. Overføringshastigheten bør være 57600. Hvis det oppstår flere problemer, vennligst sjekk følgende opplæring:

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

Trinn 3: Kameraene …

Du kan faktisk bruke kameraene i den opprinnelige konfigurasjonen, men hvis ikke, må du endre dem for å få plass til M12 -objektiver. Husk at bringebær pi -kameraene V1 og V2 er litt forskjellige, så gamle M12 -holdere vil ikke fungere på nye kameraer. Det var også noen problemer når de nye kameraene ble utløst parallelt. Hvis du opplever noen av disse problemene, vennligst sjekk dette emnet i bringebær pi -forumet:

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

Uansett bør en sudo rpi-oppdatering løse problemet.

M12 linseholderen kan slipes med en Dremel for å passe kontakten til CMOS -sensoren med kamerakortet. Skru av originalobjektivet, og legg det nye objektivet over M12 -holderen. For bedre resultater kan du faktisk kvitte deg helt med den originale linseadapteren, men det er kanskje ikke verdt arbeidet i lys av risikoen som innebærer å skade sensoren. Jeg ødela minst seks kameratavler før jeg klarte å bli kvitt plastholderen som sitter over CMOS -sensoren.

Trinn 4: Wifi -tilkobling og ekstra lagring

CM -utviklingsbordet har bare en USB -port; som et resultat av at du må bruke den veldig klokt, f.eks. wifi -tilkobling. Hvis du vil gå rundt det, må du bruke dine loddejernskunnskaper og koble til en dobbel USB -kontakt under utviklingskortet, der USB er loddet. Hvis du bruker det samme som jeg har

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

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

Bare følg kabelrekkefølgen på bildet.

Når det er gjort, kobler du wifi -modulen til den doble porten, slår på CM og ser om wifi -modulen fungerer som den skal.

Det er lettere å koble til et SD -kort enn en USB -stasjon, så kjøp noe slikt:

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

Følg denne opplæringen nøye for å montere den nye eksterne lagringen:

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

Nå har du 2 USB -porter, ekstra lagringsplass og wifi -tilkobling.

Trinn 5: Skriv ut saken

Bruk ABS

Trinn 6: Sett brikkene sammen

Før du monterer kameraet, må du koble en skjerm og et tastatur til CM og fokusere linsene. Den beste måten å gjøre det på er å bruke følgende kommando:

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

Det kjører kameraet for alltid, så observer skjermen, stram linsen til den er fokusert. Husk å gjøre det med det andre kameraet ved å endre kommandoen -cs fra 0 til 1.

Når linsene er fokusert, legg en liten dråpe lim mellom linsen og M12 -objektivholderen for å forhindre bevegelse av linsen. Gjør det samme mens du fester linsene til saken. Sørg for at begge linsene er justert så mye som mulig.

Bruk et bor for å åpne et hull på siden av saken og sette gjennom radioantennen. Plasser radioen sikkert ved å bruke dobbeltsidig tape og koble den til GPIO.

Plasser CM -utviklingsplaten inne i saken og fest den med 4 10 mm sekskantede forlengere av metall. Fest kamerakontaktadapterne slik at de ikke spretter fritt inni.

Trinn 7: Konfigurer Dropbox-Uploader, Installer kameraskriptet

Installer dropbox_uploader ved å følge instruksjonene som er gitt her

github.com/andreafabrizi/Dropbox-Uploader

Bruk et skript som ligner det på bildet.

Trinn 8: Sluttprodukt

Det endelige kameraet kan plasseres under en middels stor (650 mm ⌀) drone eller enda mindre. Alt avhenger av konfigurasjonen. Kameraet er ikke mer enn 350-400 gram.

For å drive kameraet må du skaffe et separat batteri eller koble kameraet til strømkortet til dronen din. Vær forsiktig så du ikke overskrider strømkravene til CM -kortet. Du kan bruke følgende ting til å drive kameraet:

www.adafruit.com/products/353

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

Du kan også bygge støtten og vibrasjonsdempere i henhold til dine dronespesifikasjoner.

Når du har tatt de første bildene, bruker du et GIS -program som Qgis eller Arcgis Map for å registrere bildene dine. Du kan også bruke matlab.

God flytur!