Et Raspberry Pi multispektral kamera: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Et multispektral kamera kan være et praktisk værktøj til at detektere stress i planter eller genkende forskellige arter i stedet for forskellene i planters reflektanssignaturer generelt. Hvis det kombineres med en drone, kan kameraet levere dataene til hurtige NDVI'er (Normaliseret Difference Vegetation Index), oprette mosaikker af gårde, skove eller skove, forstå nitrogenforbrug, oprette udbyttekort og så videre. Men multispektrale kameraer kan være dyre, og deres pris er direkte proportional med den slags teknologi, de implementerer. En traditionel tilgang til spektrometri er at bruge flere kameraer med lange eller korte båndpasfiltre, der tillader det krævede spektrum at passere gennem ruden, mens de andre blokeres. Der er to udfordringer ved den tilgang; først skal du udløse kameraerne på samme tid eller så tæt som muligt; og for det andet skal du registrere (flette billeder lag efter lag) billederne, så de kan danne en sidste sammensætning med ønskebåndene i den. Det betyder, at der skal laves en stor del efterbehandling, der kræver tid og ressourcer (ved at bruge dyr software som f.eks. Arcmap, men ikke nødvendigvis). Andre tilgange har behandlet dette på forskellige måder; den seneste teknologiudvikling på processorniveau har gjort det muligt at oprette scan CMOS -sensorer med båndfiltre integreret i sensorens layout. En anden tilgang er at bruge en strålesplitter (prisme), der ville lede de forskellige lysstråler til en anden sensor. Alle disse teknologier er ekstremt dyre og derfor uden for rækkevidde for opdagelsesrejsende og beslutningstagere. Raspberry pi -beregningsmodulet og dets udviklingstavle giver et billigt svar på få af disse spørgsmål (dog ikke alle).

Trin 1: Aktivering af kameraerne

Sørg for at følge trinene til opsætning af kameraerne i CM som angivet i følgende selvstudier:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Trigger begge kameraer på samme tid ved hjælp af:

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

Brug følgende emne, hvis det af en eller anden grund ikke virkede:

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

Yderligere instruktioner, hvis du starter forfra med CM her:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

Trin 2: Trådløs seriel kommunikation

Køb et sæt telemetri -radioer som disse:

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

Disse radioer har fire ledninger: Jord (sort), TX, RX, VCC (rød). Fjern den ene ende af kablerne, og brug hunstik, der passer til GPIO -benene. Tilslut det sorte stik til jorden, rødt til 5V, TX til pin 15 og RX til pin 14 på J5 GPIO header på computermoduludviklingskortet.

Sørg for at indstille baudhastigheden til 57600, og at din værtscomputer har genkendt og tilføjet radioen som COM (i Windows skal du bruge enhedshåndteringen til det). Hvis du bruger Putty, skal du vælge seriel, COM -porten (3, 4 eller hvad det nu er i din computer), og indstille baudhastigheden til 57600. Tænd din CM, og efter at den er indlæst, skal du klikke på enter i din computer, hvis du ikke gør det t se nogen tekst komme gennem forbindelsen. Hvis du bemærker forvansket tekst, skal du gå til /boot/cmdline.txt. Overførselshastigheden bør være 57600. Hvis der opstår yderligere problemer, bedes du kontrollere følgende vejledning:

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

Trin 3: Kameraerne …

Du kan faktisk bruge kameraerne i deres originale konfiguration, men hvis ikke, skal du ændre dem for at rumme M12 -objektiverne. Husk, at hindbær pi -kameraerne V1 og V2 er lidt forskellige, så gamle M12 -holdere fungerer ikke på nye kameraer. Der var også nogle problemer, når de nye kameraer blev udløst parallelt. Hvis du oplever nogle af disse problemer, bedes du kontrollere dette emne i hindbær pi forum:

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

Under alle omstændigheder skulle en sudo rpi-opdatering løse problemet.

M12 linseholderen kan 'slibes' med en Dremel for at passe stikket på CMOS -sensoren til kamerakortet. Skru det originale objektiv af, og placer det nye objektiv over M12 -holderen. For bedre resultater kan du faktisk slippe af med den originale linseadapter, men det er måske ikke værd at arbejde i lyset af den risiko, der medfører at beskadige sensoren. Jeg ødelagde mindst seks kameratavler, før jeg nåede at slippe af med plastikholderen, der sidder over CMOS -sensoren.

Trin 4: Wifi -forbindelse og ekstra opbevaring

CM -udviklingsbordet har kun en USB -port; som følge heraf skal du bruge det meget klogt, f.eks. wifi forbindelse. Hvis du vil omgå det, bliver du nødt til at bruge dine loddejernskundskaber og vedhæfte et dobbelt USB -stik under udviklingskortet, hvor USB er loddet. Hvis du bruger det samme, har jeg

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

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

Følg bare kabelordren på billedet.

Når det er gjort, skal du tilslutte dit wifi -modul til den dobbelte port, tænde for CM og se, om wifi -modulet fungerer korrekt.

Det er lettere at tilslutte et SD -kort end et USB -drev, så køb sådan noget:

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

Følg denne vejledning omhyggeligt for at montere det nye eksterne lager:

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

Nu har du 2 USB -porte, ekstra lagerplads og wifi -forbindelse.

Trin 5: Udskriv sagen

Brug ABS

Trin 6: Sæt stykkerne sammen

Inden du samler kameraet, skal du slutte en skærm og et tastatur til CM og fokusere linserne. Den bedste måde at gøre det på er at bruge følgende kommando:

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

Det kører kameraet for evigt, så observer din skærm, stram linsen, indtil den er fokuseret. Husk at gøre det med det andet kamera ved at ændre kommandoen -cs fra 0 til 1.

Når dine linser er fokuseret, skal du lægge en lille dråbe lim mellem linsen og M12 -objektivholderen for at forhindre enhver bevægelse af linsen. Gør det samme, mens du fastgør linserne til etuiet. Sørg for, at begge linser er justeret så meget som muligt.

Brug en boremaskine til at åbne et hul på siden af kassen og sætte den igennem radioantennen. Placer radioen sikkert ved hjælp af dobbeltbåndsbånd og tilslut den til GPIO.

Placer CM -udviklingspladen inde i kabinettet og fastgør den med 4 10 mm metal sekskantede forlængere. Fastgør kamerastikadapterne, så de ikke hopper frit indeni.

Trin 7: Konfigurer Dropbox-Uploader, Installer kameraskriptet

Installer dropbox_uploader ved at følge instruktionerne her

github.com/andreafabrizi/Dropbox-Uploader

Brug et script, der ligner det på billedet.

Trin 8: Slutprodukt

Det endelige kamera kan placeres under en mellemstor (650 mm dr) drone eller endnu mindre. Det hele afhænger af konfigurationen. Kameraet er ikke mere end 350-400 gram.

For at drive kameraet skal du levere et separat batteri eller tilslutte kameraet til strømkortet på din drone. Pas på ikke at overskride CM -kortets strømkrav. Du kan bruge følgende ting til at drive kameraet:

www.adafruit.com/products/353

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

Du kan også bygge støtten og vibrationsdæmpere i henhold til dine dronespecifikationer.

Når du har taget de første billeder, skal du bruge et GIS -program som f.eks. Qgis eller Arcgis Map til at registrere dine billeder. Du kan også bruge matlab.

God flyvetur!