Kutengeneza Rangefinder Kutumia Laser na Kamera: Hatua 6

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Hivi sasa ninapanga kazi ya ndani kwa Spring ijayo lakini kwa vile nimepata nyumba ya zamani sina mpango wowote wa nyumba. Nilianza kupima umbali wa ukuta na ukuta kwa kutumia rula lakini ni polepole na makosa huelekea. Nilifikiria juu ya kununua rangefinder ili kupunguza mchakato lakini nikapata nakala ya zamani juu ya ujengaji wake mwenyewe kwa kutumia laser na kamera. Kama inageuka, nina vifaa hivyo kwenye semina yangu.

Mradi huo unategemea nakala hii:

Tofauti pekee ni kwamba nitaunda upangaji wa upeo kutumia Raspberry Pi Zero W, LCD, na moduli ya Kamera ya Raspberry Pi. Pia nitatumia OpenCV kufuatilia laser.

Nadhani wewe ni mtaalam wa teknolojia na kwamba uko vizuri kutumia chatu na laini ya amri. Katika mradi huu ninatumia Pi katika hali isiyo na kichwa.

Tuanze!

Hatua ya 1: Orodha ya Vifaa

Kwa mradi huu, utahitaji:

• laser ya bei nafuu ya 6mm 5mW
• kontena 220 Ω
• transistor ya 2N2222A au kitu sawa
• Raspberry Pi Zero W
• Kamera ya Raspberry Pi v2
• onyesho la LCD la Nokia 5110 au sawa
• waya za kuruka na mkate mdogo

Nilitumia printa yangu ya 3d kuchapisha jig ambayo ilinisaidia wakati wa majaribio. Ninapanga pia kutumia printa ya 3d kujenga kiambatisho kamili cha kipataji anuwai. Unaweza kabisa bila.

Hatua ya 2: Kuunda Laser na Jig ya Kamera

Mfumo unachukua umbali uliowekwa kati ya lensi ya kamera na pato la laser. Ili kupunguza vipimo nilichapisha jig ambayo ninaweza kuweka kamera, laser, na mzunguko mdogo wa kuendesha laser.

Nilitumia vipimo vya moduli ya kamera kujenga mlima wa kamera. Nilitumia caliper ya dijiti na mtawala wa usahihi kuchukua vipimo. Kwa laser, niliunda shimo la 6mm na uimarishaji kidogo ili kuhakikisha kuwa laser haitasonga. Nilijaribu kuweka chumba cha kutosha kuwa na ubao mdogo wa mkate uliowekwa nyuma ya jig.

Nilitumia Tinkercad kwa ujenzi, unaweza kupata mfano hapa:

Kuna umbali wa cm 3.75 kati ya katikati ya lensi ya laser na katikati ya lensi ya kamera.

Hatua ya 3: Kuendesha Laser na LCD

Nilifuata mafunzo haya https://www.algissalys.com/how-to/nokia-5110-lcd-on-raspberry-pi kuendesha onyesho la LCD na Raspberry Pi Zero. Badala ya kuhariri faili /

Ninatumia Raspberry Pi Zero katika hali isiyo na kichwa ukitumia ya hivi karibuni, kwa tarehe, Raspbian Stretch. Sitashughulikia usanikishaji katika hii inayoweza kufundishwa lakini unaweza kufuata mwongozo huu: mstari wa amri-au-kutumia-mtandao-97f065af722e

Kuwa na dot mkali wa laser, ninatumia reli ya 5V ya Pi. Kwa hiyo, nitatumia transistor (2N2222a au sawa) kuendesha laser kutumia GPIO. Kinga ya 220 at chini ya transistor inaruhusu sasa ya kutosha kupitia laser. Ninatumia RPi. GPIO kudhibiti Pi GPIO. Niliunganisha msingi wa transistor kwenye pini ya GPIO22 (pini ya 15), mtoaji chini, na mtoza kwenye diode ya laser.

Usisahau kuwezesha kiolesura cha kamera kutumia sudo raspi-config kupitia laini ya amri.

Unaweza kutumia nambari hii kujaribu usanidi wako:

Ikiwa kila kitu kilienda sawa unapaswa kuwa na faili ya dot-j.webp

Katika nambari, tunaweka kamera na GPIO, kisha tunawezesha laser, tunakamata picha, na tunalemaza laser. Ninapoendesha Pi kwa hali isiyo na kichwa, ninahitaji kunakili picha kutoka kwa Pi yangu hadi kwenye kompyuta yangu kabla ya kuzionyesha.

Kwa wakati huu, vifaa vyako vinapaswa kusanidiwa.

Hatua ya 4: Kugundua Laser Kutumia OpenCV

Kwanza, tunahitaji kusanikisha OpenCV kwenye Pi. Kimsingi una njia tatu za kuifanya. Unaweza kusanikisha toleo la zamani la vifurushi na apt. Unaweza kukusanya toleo unalotaka lakini katika kesi hii wakati wa usakinishaji unaweza kwenda hadi masaa 15 na zaidi yake kwa mkusanyiko halisi. Au, njia yangu inayopendelewa, unaweza kutumia toleo lililopangwa tayari kwa Pi Zero ambayo hutolewa na mtu wa tatu.

Kwa sababu ni rahisi na ya haraka, nilitumia kifurushi cha mtu mwingine. Unaweza kupata hatua za usanikishaji katika nakala hii: https://yoursunny.com/t/2018/install-OpenCV3-PiZero/ Nilijaribu vyanzo vingine vingi lakini vifurushi vyao havikuwa vya kisasa.

Kufuatilia kiashiria cha laser, niliboresha nambari kutoka https://github.com/bradmontgomery/python-laser-tracker kutumia moduli ya kamera ya Pi badala ya kifaa cha USB. Unaweza kutumia nambari moja kwa moja ikiwa huna moduli ya kamera ya Pi na unataka kutumia kamera ya USB.

Unaweza kupata nambari kamili hapa:

Ili kuendesha nambari hii utahitaji kusanikisha vifurushi vya chatu: mto na picha (sudo pip3 sakinisha picha ya mto).

Hatua ya 5: Upimaji wa Mpataji Mbalimbali

Katika kifungu cha asili, mwandishi alitengeneza utaratibu wa upimaji ili kupata vigezo vinavyohitajika vya kubadilisha kuratibu za y kwa umbali halisi. Nilitumia meza yangu ya sebule kwa hesabu na kipande cha zamani cha kraft. Kila cm 10 au hivyo nilibaini uratibu wa x na y kwenye lahajedwali: laser ilifuatiliwa kwa usahihi. Ikiwa unatumia laser ya kijani au ikiwa laser yako haifuatwi kwa usahihi, utahitaji kurekebisha hue, kueneza, na kizingiti cha thamani ipasavyo.

Mara tu awamu ya kipimo imefanywa, ni wakati wa kweli kuhesabu vigezo. Kama mwandishi nilitumia regression ya mstari; kwa kweli Lahajedwali la Google lilinifanyia kazi hiyo. Kisha nikatumia tena vigezo hivi kuhesabu umbali unaokadiriwa na kukagua kulingana na umbali halisi.

Sasa ni wakati wa kuingiza vigezo kwenye mpango wa upimaji wa masafa ili kupima umbali.

Hatua ya 6: Upimaji wa Masafa

Katika nambari: https://gist.github.com/kevinlebrun/e767a46855e5fd501d820e1c5fcc527c nilisasisha vigezo HEIGHT, GAIN, na OFFSET kulingana na vipimo vya upimaji. Nilitumia fomula ya umbali katika nakala ya asili kukadiria umbali na nilichapisha umbali huo kwa kutumia onyesho la LCD.

Nambari itaanzisha kamera na GPIO kwanza, kisha tunataka kuwasha taa ya nyuma ya LCD ili kuona vizuri vipimo. Uingizaji wa LCD umeunganishwa kwa GPIO14. Kila sekunde 5 au zaidi, tutafanya:

1. wezesha diode ya laser
2. kukamata picha hiyo kwa kumbukumbu
3. afya diode ya laser
4. fuatilia laser kwa kutumia vichungi vya anuwai vya HSV
5. andika picha inayosababisha diski kwa kusudi la utatuaji
6. hesabu umbali kulingana na uratibu wa y
7. andika umbali kwenye onyesho la LCD.

Tukio ingawa, hatua ni sahihi na sahihi kwa kesi yangu ya matumizi, kuna nafasi nyingi za maboresho. Kwa mfano, nukta ya laser ina ubora duni na laini ya laser haiko katikati. Na laser ya ubora bora, hatua za calibration zitakuwa sahihi zaidi. Hata kamera haijawekwa vizuri kwenye jig yangu, inaelekea chini.

Ninaweza pia kuongeza azimio la mpangilio wa safu kwa kuzungusha kamera kwa 90º kutumia kamili na kuongeza azimio kwa kiwango cha juu kinachoungwa mkono na kamera. Kwa utekelezaji wa sasa tumepunguzwa kwa saizi 0 hadi 384, tunaweza kuongeza kikomo cha juu hadi 1640, mara 4 ya azimio la sasa. Umbali utakuwa sahihi zaidi.

Kama ufuatiliaji, nitahitaji kufanyia kazi maboresho ya usahihi niliyoyataja hapo juu na kujenga kiambatisho cha upangaji wa safu. Ufungaji utahitaji kuwa wa kina sahihi ili kupunguza ukuta kwa vipimo vya ukuta.

Yote kwa yote mfumo wa sasa unanitosha na itaniokoa pesa kadhaa kutengeneza mpango wa nyumba yangu!