Zadní kamera pro elektrický invalidní vozík: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Můj bratr používá elektrický invalidní vozík Invacare TDX, se kterým se snadno manévruje ve všech směrech, ale kvůli omezené viditelnosti dozadu je obtížné jet zpět v omezených prostorech. Cílem projektu je vybudovat zadní kameru využívající IP streamování k mobilnímu telefonu, který je namontován v blízkosti jeho pákového joysticku.

Potřebné komponenty:

• napájení a distribuci pomocí napájení invalidních vozíků
• zadní kamera a video streamer
• držák mobilního telefonu na ovládací podložku.

Napájení dodává samotný invalidní vozík, který používá olověné baterie 24 V. Nabíjecí port je zneužíván k připojení převodníku napájení na USB, který napájí Raspberry zodpovědné za streamování a v případě potřeby také mobilní telefon.

Streamování zajišťuje Raspberry Pi Zero W, který slouží jako bezdrátový přístupový bod a streamuje video do jakéhokoli zařízení připojeného k bezdrátové síti.

Mobilní telefon pro zobrazení obrázku je připevněn pomocí 3D tištěného adaptéru k řídicí jednotce invalidního vozíku.

K provedení tohoto projektu budete potřebovat základní znalosti Debianu/Linuxu, protože konfigurace vyžaduje určitou ruční práci. Není to však příliš obtížné, zkuste to - pokud si nejste jisti, v Linuxu existují stovky návodů, které vám mohou pomoci.

Krok 1: Potřebné součásti

Raspberry Pi Zero W: Hlavní komponenta pro streamování videa

Širokoúhlé objektivy kamery SainSmart pro rybí oko pro Raspberry Pi: širokoúhlá kamera kompatibilní s Arduino kamerou (170 ° FOV)

2 × plastová pouzdra: Jedno menší pouzdro pro malinu a kameru, jedno větší pouzdro pro rozvod energie

Konektor XLR: Pro připojení k nabíjecímu portu invalidního vozíku

USB port do auta (např. TurnRaise 12-24V 3,1A): Převodník 24V na USB v malém pouzdře pro použití v automobilech a motocyklech. Může to být cokoli, co používá vstup 24 V a poskytuje výstup USB.

Různé kabely:

• Napájecí kabel vede z XLR portu na zadní část invalidního vozíku,
• USB kabel pro napájení Raspberry

3D vytištěný adaptér pro telefon 3D vytištěný adaptér k řídicí jednotce invalidního vozíku, který slouží jako základna pro standardní držák mobilního telefonu do auta:

Držák mobilního telefonu do auta: Držák mobilního telefonu, který lze připevnit na rovný povrch (např. Držák telefonu na palubní desku). Použil jsem jeden od německého výrobce Hama.

Krok 2: Nastavení kamery Raspberry

Nainstalujte Raspbian z https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ podle pokynů z

Nainstalujte všechny aktualizace spuštěním následujících dvou příkazů z terminálu:

sudo apt-get update

sudo apt-get dist-upgrade

Vypněte a připojte kameru. Spusťte malinu znovu.

Na panelu Raspberry Setup povolte kameru a povolte přístup SSH k malině. Kamera sainsmart funguje jako oficiální kamera Pi, můžete postupovat podle pokynů zde: https://www.raspberrypi.org/learning/addons-guide… Bohužel ještě nejste hotovi. Pro raspi-cam potřebujeme ovladač v4l, který není po vybalení povolen. Nejprve byste měli provést aktualizaci firmwaru vaší maliny, abyste získali nejnovější firmware a ovladač jádra - spusťte v terminálu následující:

sudo raspi-update

Nyní musíte načíst ovladač jádra v4l zadáním do terminálu:

sudo modprobe bcm2835-v4l2

Pokud to fungovalo bez chybových zpráv, měli byste nyní mít zařízení /dev /video0, zkontrolujte pomocí

ls - l /dev /vid*

Pokud to fungovalo, přidejte bcm2835-v4l2 do /etc /modules pro povolení modulu při každém spuštění.

Že kamera funguje, můžete zkontrolovat pomocí příkazu:

raspistill -o cam.jpg

Krok 3: Nainstalujte si V4l2rtspserver

Nejprve je třeba nainstalovat cmake, protože program pro streamování videa sestavíme sami:

sudo apt-get install cmake

Pro streamování používáme v4l2rtspserver, protože v našich testech vykazoval nejnižší latenci. Kód můžete získat z

Nainstalujte jej pomocí:

klon git

cd h264v4l2rtspserver

cmake.

provést instalaci

Všechno by mělo skončit bez chyb a můžete to nyní vyzkoušet spuštěním streamovacího serveru z terminálu:

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

Připojte se pomocí VLC na počítači ve stejné síti k Raspberry: rtsp: //: 8554/unicast a zkontrolujte, zda streamování funguje.

Vytvořte skript s názvem launcher.sh ve svém domovském adresáři pomocí svého oblíbeného editoru (který by měl být vi):

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

Aby byl ovladač videa připraven, je zapotřebí příkaz spánku. Pravděpodobně to lze nastavit na méně než 20 sekund….

Přidejte tento skript na svůj crontab pomocí „crontab -e“a přidejte:

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

To by mělo automaticky spustit streamování při každém spuštění.

Alternativy pro streamování:

Existuje několik alternativ, které lze použít pro streamování videa, zkoušel jsem pohyb a vlc. Motion je nástroj webové kamery, který detekuje pohyb, takže na obrázcích provádí další analýzu obrazu a pravděpodobně je o něco pomalejší než pouhé streamování.

VLC funguje po vybalení z krabice bez dalších kompilací:

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 příkaz streamuje video kódované ve formátu h264 přes http na port 12345. Latence je v našem nastavení testu asi 2 sekundy.

Krok 4: Nastavení Raspberry jako přístupového bodu WiFi: Část 1 - Hostapd

Tento krok nastaví váš Raspberry jako přístupový bod. Poté již nebudete připojeni k síti, ale Raspberry otevře vlastní WiFi síť. V případě chyb musíte mít přístup k Raspberry s klávesnicí a displejem, udělejte to tedy dříve, než malinu zakopete někam do skříně…

Sleduji zde popsanou metodu:

Nainstalujte hostapd a dnsmasq:

sudo apt-get install dnsmasq hostapd

Zakažte dhcp na rozhraní wlan0 přidáním následujícího řádku do /etc/dhcpd.conf (nejlépe nahoře)

denyinterfaces wlan0

Konfigurujte statickou IP pro rozhraní wlan0 úpravou/etc/network/interfaces tak, aby zahrnovala následující:

allow-hotplug wlan0 iface wlan0 inet statická adresa 172.24.1.1 maska sítě 255.255.255.0 síť 172.24.1.0 vysílání 172.24.1.255

Restartujte dhcp démona pomocí sudo service dhcpcd restart a poté znovu načtěte konfiguraci wlan0 pomocí

sudo ifdown wlan0; sudo ifup wlan0

Uložte připojený hostapd.conf pod /etc/hostapd/hostapd.conf (poté, co jste zkontrolovali obsah a upravili jej podle svých představ - měli byste alespoň změnit SSID a přístupové heslo na něco bezpečnějšího).

Nyní můžete zkontrolovat, zda funguje, spuštěním:

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

Měli byste se moci připojit k nové síti, ale zatím nezískáte IP adresu. Zastavte hostapd stisknutím CTRL-C. Povolte automatické spuštění hostapd úpravou/etc/default/hostapd a přidáním umístění konfiguračního souboru změnou odpovídajícího řádku na

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

Krok 5: Nastavení maliny jako přístupového bodu WiFi: Část 2 - Dnsmasq

Přesuňte poskytnutou konfiguraci dnsmasq do záložního souboru (protože obsahuje mnoho komentářů, můžete ji stále použít jako referenci):

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

Poté vytvořte nový soubor /etc/dnsmasq.conf s následujícím obsahem:

server = 8.8.8.8 # Přeposílat požadavky DNS na doménu Google DNS potřebnou # Neposílat krátké názvy falešné-priv # Nikdy nepředávat adresy v nesměrovaných adresních prostorech. dhcp-range = 172.24.1.50, 172.24.1.150, 12h # Přiřaďte IP adresy mezi 172.24.1.50 a 172.24.1.150 s 12hodinovou dobou pronájmu

Vázání služby dnsmasq na konkrétní adresu vede k problémům s naší instalací, takže jsme ji nechali běžet na všech rozhraních. Vzhledem k tomu, že Raspberry Pi Zero W má pouze WiFi, není to žádný problém, pokud nepřipojíte USB ethernetové rozhraní … (v tomto případě byste na tomto rozhraní měli také server dhcp, takže by to mohlo zkazit síť, ke které se připojujete kabelem).

Ke spuštění dnsmasq při spuštění nemusíte dělat žádné další kroky, automaticky se spustí. Před restartováním byste však měli vše vyzkoušet manuálním spuštěním obou služeb a zkontrolovat, zda se můžete připojit k WiFi a získat IP adresu (mobilnímu telefonu také můžete sdělit, že tato WiFi nemá internet a že je to v pořádku):

sudo service hostapd start sudo service dnsmasq start

Krok 6: Zkontrolujte software

Nyní, když jste vše nakonfigurovali, je načase provést krátkou kontrolu (než bude ke všemu obtížnější přístup). Restartujte malinu.

Připojte se k WiFi, pokud je malina s mobilním telefonem. Připojte streamovaného video klienta (např. VLC, který existuje pro všechny operační systémy) k proudu maliny výběrem „Network stream“a připojením k rtsp: //: 8554/unicast (je IP vašeho zařízení, pokud jste tak neučinili) změnit to je 172.24.1.1).

Nyní byste měli vidět nějaké živé video z kamery … (Měl jsem nějaké problémy s VLC pro Android, ale VLC pro iOS fungoval hladce - verzi pro Android jsem dále nezkoumal, protože můj bratr používá iOS).

Krok 7: Výroba napájecího zdroje

Ovládání invacare používá něco, co se zdá být standardem pro poháněné invalidní vozíky. Konektor je standardní konektor XLR, který se používá pro mikrofony. Pin 1 je kladný, Pin 2 negativní. Invacare má dva další piny pro komunikaci, ale nebudeme se pohrávat s těmito …

Připojte konektor XLR k napájecímu adaptéru USB a vše vložte do krabice. Pro vedení kabelu do krabice je vhodný průchod. Ujistěte se, že je kabel dostatečně dlouhý, aby mohl být veden z řídicího modulu invalidního vozíku k opěradlu, kam budete připojovat napájecí skříňku. Kabely můžete vést po kabelech řídicího modulu, abyste zajistili, že nebudou nikde zachyceny v pohyblivé části.

Krok 8: Sestavení krabice pro kameru

Postavte krabici, která se hodí k malinovému pi a fotoaparátu. Krabice potřebuje na boku otvor pro vedení napájecího kabelu USB a otvor pro kameru, který je dostatečně velký, aby nebránil výhledu. Kameru jsem namontoval zhruba na 45 ° úhel tak, aby mířila dolů, aby bylo vidět na zadní kola invalidního vozíku. Použil jsem standardní plastovou krabici, do které jsem vyřízl několik otvorů, ale můžete také vytisknout 3D verzi (možná pro verzi 2)

Krok 9: Vyrobte si držák telefonu

Chcete-li připojit mobilní telefon k invalidnímu vozíku, vytiskl jsem 3D adaptérovou desku, kterou najdete zde: https://www.thingiverse.com/thing:2742683 (je také připojen soubor STL). Je připevněn k řídicí jednotce invalidního vozíku. Na tuto desku můžete nalepit jakýkoli držák do auta, který seženete levně kdekoli.

Krok 10: Vše sestavte a vyzkoušejte

Nyní je čas shromáždit vše:

Připevněte box s kamerou někam na zadní část invalidního vozíku, kde není bráněno ve výhledu a kamera míří dozadu. Připojte napájecí skříňku někde vzadu, kde nepřekáží. Připojte kabel USB od Raspberry k napájecímu boxu. Připojte napájecí skříňku pomocí konektoru XLR k nabíjecímu portu na řídicí jednotce invalidního vozíku. Všechno by mělo začít hned.

Nainstalujte si VLC do mobilního telefonu (pokud jste to ještě neudělali …) a připojte se k Raspberry přes rtsp: //: 8554/unicast

Nyní byste měli vidět obrázek kamery na vašem mobilním telefonu:-)

Umístěte držák mobilního telefonu na řídicí jednotku invalidního vozíku a zajistěte na něj telefon. A je to, jste hotovi!

Druhá cena v soutěži Raspberry Pi 2017