Zadná kamera pre elektrický invalidný vozík: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Môj brat používa elektrický invalidný vozík Invacare TDX, s ktorým sa ľahko manévruje vo všetkých smeroch, ale vzhľadom na obmedzený výhľad dozadu je ťažké v obmedzených priestoroch jazdiť dozadu. Cieľom projektu je postaviť zadnú kameru pomocou IP streamingu do mobilného telefónu, ktorý je namontovaný v blízkosti jeho vychyľujúceho joysticku.

Potrebné komponenty:

• napájanie a distribúcia pomocou energie invalidných vozíkov
• cúvacia kamera a video stuha
• držiak mobilného telefónu na ovládaciu podložku.

Napájanie dodáva samotný invalidný vozík, ktorý používa 24V olovené batérie. Nabíjací port je zneužitý na zapojenie prevodníka napájania na USB, ktorý napája malinu zodpovednú za streamovanie a v prípade potreby aj mobilný telefón.

Streamovanie vykonáva Raspberry Pi Zero W, ktorý slúži ako bezdrôtový prístupový bod a streamuje video do akéhokoľvek zariadenia pripojeného k bezdrôtovej sieti.

Mobilný telefón na zobrazenie obrázku je pomocou 3D tlačeného adaptéra pripevnený k riadiacej jednotke invalidného vozíka.

Na uskutočnenie tohto projektu budete potrebovať základné znalosti o Debiane/Linuxe, pretože konfigurácia vyžaduje určitú manuálnu prácu. Nie je to však príliš ťažké, preto to vyskúšajte - ak si nie ste istí, v Linuxe existujú stovky návodov, ktoré vám môžu pomôcť.

Krok 1: Potrebné diely

Raspberry Pi Zero W: Hlavný komponent pre streamovanie videa

Širokouhlé objektívy kamery SainSmart pre rybie oko pre Raspberry Pi: širokouhlá kamera kompatibilná s Arduino kamerou (170 ° FOV)

2 × Plastové puzdrá: Jedno menšie puzdro pre malinu a fotoaparát, jedno väčšie puzdro pre rozvod energie

Konektor XLR: Na pripojenie k nabíjaciemu portu invalidného vozíka

Port USB do auta (napr. TurnRaise 12-24V 3,1 A): prevodník 24 V na USB v malom kryte na použitie v automobile a na motocykli. Môže to byť čokoľvek, čo používa vstup 24 V a poskytuje výstup USB.

Rôzne káble:

• Napájací kábel vedený z portu XLR na zadnú časť invalidného vozíka,
• Kábel USB na napájanie maliny

3D tlačený adaptér pre telefón 3D vytlačený adaptér k riadiacej jednotke invalidného vozíka, ktorý slúži ako základ pre štandardný držiak mobilného telefónu v aute:

Držiak mobilného telefónu do auta: Držiak mobilného telefónu, ktorý je možné pripevniť na rovný povrch (napr. Držiak na palubnú dosku). Použil som jeden od nemeckého výrobcu Hama.

Krok 2: Nastavenie malinového fotoaparátu

Nainštalujte Raspbian z https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ podľa pokynov z

Nainštalujte všetky aktualizácie spustením nasledujúcich dvoch príkazov z terminálu:

sudo apt-get aktualizácia

sudo apt-get dist-upgrade

Vypnite fotoaparát a pripojte ho. Začnite znova s malinou.

Na paneli Raspberry Setup povoľte kameru a povoľte prístup SSH k maline. Kamera sainsmart funguje ako oficiálna kamera Pi, môžete postupovať podľa pokynov tu: https://www.raspberrypi.org/learning/addons-guide… Žiaľ, ešte nie ste hotoví. Potrebujeme ovládač v4l pre kameru raspi, ktorý nie je aktivovaný po vybalení z krabice. Najprv by ste mali aktualizovať firmvér svojej maliny, aby ste získali najnovší firmvér a ovládač jadra - v termináli spustite nasledujúce:

sudo raspi-update

Teraz musíte načítať ovládač jadra v4l zadaním do terminálu:

sudo modprobe bcm2835-v4l2

Ak to fungovalo bez chybových hlásení, mali by ste teraz mať zariadenie /dev /video0, skontrolujte pomocou

ls - l /dev /vid*

Ak to fungovalo, pridajte bcm2835-v4l2 do /etc /modules, aby ste modul povolili pri každom štarte.

To, či kamera funguje, môžete skontrolovať pomocou príkazu:

raspistill -o cam.jpg

Krok 3: Nainštalujte V4l2rtspserver

Najprv musíte nainštalovať cmake, pretože program na streamovanie videa zostavíme sami:

sudo apt-get install cmake

Na streamovanie používame server v4l2rtspserver, pretože v našich pokusoch vykazoval najnižšiu latenciu. Kód môžete získať na stránke

Nainštalujte ho pomocou:

klon git

cd h264v4l2rtspserver

cmake.

vykonať inštaláciu

Všetko by sa malo skončiť bez chýb a teraz to môžete otestovať spustením streamovacieho servera z terminálu:

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

Pripojte sa pomocou VLC na počítači v rovnakej sieti k Raspberry: rtsp: //: 8554/unicast a skontrolujte, či streamovanie funguje.

Vytvorte skript s názvom launcher.sh vo svojom domovskom adresári pomocou obľúbeného editora (ktorý by mal byť vi):

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

Aby bol ovládač videa pripravený, je potrebný príkaz spánku. Pravdepodobne sa dá nastaviť na menej ako 20 sekúnd …

Pridajte tento skript na svoj crontab pomocou „crontab -e“a pridajte:

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

Tým by sa malo streamovanie začať automaticky pri každom štarte.

Alternatívy k streamovaniu:

Existuje niekoľko alternatív, ktoré je možné použiť na streamovanie videa, vyskúšal som pohyb a vlc. Motion je nástroj webovej kamery, ktorý detekuje pohyb, takže na obrázkoch vykonáva dodatočnú analýzu obrazu a pravdepodobne je o niečo pomalší ako len streamovanie.

VLC funguje ihneď po vybalení bez ďalších kompilácií:

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

Tento príkaz streamuje video kódované vo formáte h264 cez http na port 12345. Latencia v našom testovacom nastavení je asi 2 sekundy.

Krok 4: Nastavte malinu ako prístupový bod WiFi: časť 1 - Hostapd

Tento krok nastaví vašu malinu ako prístupový bod. Potom už nie ste pripojení k svojej sieti, ale Raspberry otvára svoju vlastnú sieť WiFi. V prípade chýb musíte mať k Raspberry prístup pomocou klávesnice a displeja, urobte to preto, kým malinu zakopete niekde do krytu …

Riadim sa tu popísanou metódou:

Nainštalujte hostapd a dnsmasq:

sudo apt-get install dnsmasq hostapd

Vypnite dhcp na rozhraní wlan0 pridaním nasledujúceho riadka do súboru /etc/dhcpd.conf (najlepšie hore)

denyinterfaces wlan0

Konfigurujte statickú IP adresu pre rozhranie wlan0 úpravou/etc/network/interfaces tak, aby obsahovala nasledujúce položky:

allow-hotplug wlan0 iface wlan0 statická adresa inet 172.24.1.1 maska siete 255.255.255.0 sieť 172.24.1.0 vysielanie 172.24.1.255

Reštartujte démona dhcp pomocou sudo service dhcpcd restart a potom znova načítajte konfiguráciu wlan0 pomocou

sudo ifdown wlan0; sudo ifup wlan0

Priložený hostapd.conf uložte pod /etc/hostapd/hostapd.conf (potom, čo ste skontrolovali obsah a upravili ho podľa svojich predstáv - mali by ste aspoň zmeniť SSID a prístupovú frázu na niečo bezpečnejšie).

Teraz môžete skontrolovať, či to funguje, spustením:

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

Mali by ste sa môcť pripojiť k novej sieti, ale zatiaľ nedostanete IP adresu. Zastavte hostapd stlačením CTRL-C. Povoľte automatické spustenie hostapd úpravou/etc/default/hostapd a pridaním umiestnenia konfiguračného súboru zmenou zodpovedajúceho riadka na

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

Krok 5: Nastavte malinu ako prístupový bod WiFi: časť 2 - Dnsmasq

Presuňte poskytnutú konfiguráciu dnsmasq do záložného súboru (pretože obsahuje veľa komentárov, stále ju môžete použiť ako referenciu):

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

Potom vytvorte nový súbor /etc/dnsmasq.conf s nasledujúcim obsahom:

server = 8.8.8.8 # Posielať požiadavky DNS na potrebnú doménu Google DNS # Neposielať krátke názvy falošné-priv # Nikdy neposielať adresy v nesmerovaných adresných priestoroch. dhcp-range = 172.24.1.50, 172.24.1.150, 12h # Priradenie IP adries medzi 172.24.1.50 a 172.24.1.150 s 12 hodinovým prenájmom

Viazanie služby dnsmasq na konkrétnu adresu viedlo k problémom s inštaláciou, takže sme ju nechali bežať na všetkých rozhraniach. Pretože malina Pi Zero W má iba WiFi, nie je to problém, pokiaľ nepripojíte rozhranie USB Ethernet … (v tomto prípade by ste na tomto rozhraní mali aj server dhcp, takže by to mohlo pokaziť sieť, ku ktorej sa pripájate káblom).

Na spustenie programu dnsmasq pri spustení nie je potrebné vykonať žiadne ďalšie kroky, spustí sa automaticky. Pred reštartovaním by ste však mali všetko vyskúšať manuálnym spustením oboch služieb a skontrolovať, či sa môžete pripojiť k sieti Wi -Fi a získať IP adresu (mobilnému telefónu tiež môžete povedať, že táto sieť WiFi nemá internet a že je to v poriadku):

sudo service hostapd start sudo service dnsmasq start

Krok 6: Skontrolujte softvér

Teraz, keď ste všetko nakonfigurovali, je načase vykonať krátku kontrolu (predtým je prístup k všetkému ťažší). Reštartujte malinu.

Pripojte sa k WiFi, ak je to malina, pomocou mobilného telefónu. Pripojte streamovaného video klienta (napr. VLC, ktorý existuje pre všetky operačné systémy) k prúdu maliny výberom „Sieťový stream“a pripojením k rtsp: //: 8554/unicast (je IP vášho zariadenia, ak ste tak neurobili) zmeňte to je 172.24.1.1).

Teraz by ste mali vidieť nejaké živé video z kamery … (Mal som nejaké problémy s VLC pre Android, ale VLC pre iOS fungoval hladko - verziu pre Android som ďalej neskúmal, pretože môj brat používa iOS).

Krok 7: Vytvorenie napájacieho zdroja

Ovládač invacare používa niečo, čo sa zdá byť štandardom pre invalidné vozíky s pohonom. Konektor je štandardný konektor XLR, ktorý sa používa pre mikrofóny. Pin 1 je kladný, pin 2 negatívny. Invacare má dva ďalšie kolíky na komunikáciu, ale s týmito …

Pripojte konektor XLR k napájaciemu adaptéru USB a všetko zmestíte do škatule. Na zavedenie kábla do škatule je dobrý prechod. Zaistite, aby bol kábel dostatočne dlhý na to, aby mohol byť vedený z riadiaceho modulu invalidného vozíka do operadla, kde budete pripevňovať napájací zdroj. Káble môžete viesť po kábloch riadiaceho modulu, aby ste zaistili, že sa nikde nezachytia v pohyblivej časti.

Krok 8: Zostavenie krabice pre fotoaparát

Postavte škatuľu, ktorá pasuje na malinový pi a fotoaparát. Krabica potrebuje bočný otvor na vedenie napájacieho kábla USB a dostatočne veľký otvor na fotoaparát, aby nebránil vo výhľade. Kameru som namontoval v zhruba 45 ° uhle tak, aby smerovala nadol, aby bolo vidieť na zadné kolesá invalidného vozíka. Použil som štandardnú plastovú škatuľu, do ktorej som vyrezal niekoľko otvorov, ale môžete si aj 3D vytlačiť obľúbenejšiu verziu (možno pre verziu 2)

Krok 9: Vyrobte si držiak telefónu

Na pripevnenie mobilného telefónu na invalidný vozík som 3D vytlačil adaptačný štítok, ktorý nájdete tu: https://www.thingiverse.com/thing:2742683 (je priložený aj súbor STL). Je pripevnený k riadiacej jednotke invalidného vozíka. Na tento tanier môžete nalepiť akýkoľvek držiak na telefón do auta, ktorý kúpite lacno kdekoľvek.

Krok 10: Všetko zostavte a vyskúšajte

Teraz je čas zhromaždiť všetko:

Pripevnite schránku na fotoaparát niekde vzadu na invalidnom vozíku, kde nie je prekážaný výhľad a kamera smeruje dozadu. Pripojte napájací box niekde vzadu, kde nebude prekážať. Pripojte kábel USB od Raspberry k napájaciemu boxu. Pripojte napájací box pomocou konektora XLR k nabíjaciemu portu na riadiacej jednotke invalidného vozíka. Teraz by malo začať všetko.

Nainštalujte VLC do svojho mobilného telefónu (ak ste to ešte neurobili …) a pripojte sa k Raspberry cez rtsp: //: 8554/unicast

Teraz by ste mali vidieť obrázok fotoaparátu vo svojom mobilnom telefóne:-)

Nasaďte držiak mobilného telefónu na riadiacu jednotku invalidného vozíka a zaistite naň telefón. A je to, hotovo!

Druhá cena v súťaži Raspberry Pi 2017