Kamera Tampak Belakang untuk Kursi Roda Listrik: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Adik saya menggunakan kursi roda listrik Invacare TDX, yang mudah untuk bermanuver ke segala arah, tetapi karena jarak pandang yang terbatas ke belakang, sulit untuk mengemudi mundur di tempat yang terbatas. Tujuan dari proyek ini adalah untuk membangun kamera tampak belakang menggunakan IP streaming ke ponsel, yang dipasang di dekat joystick pengarahnya.

Komponen yang dibutuhkan:

• catu daya dan distribusi menggunakan daya kursi roda
• kamera tampak belakang dan streamer video
• dudukan ponsel untuk papan kendali.

Daya disuplai oleh kursi roda itu sendiri, yang menggunakan baterai timbal 24V. Port pengisian daya disalahgunakan untuk menyambungkan konverter daya ke USB, yang memberi daya pada Raspberry yang bertanggung jawab untuk streaming dan juga memberi daya pada ponsel jika diperlukan.

Streaming dilakukan oleh Raspberry Pi Zero W, yang berfungsi sebagai titik akses nirkabel dan mengalirkan video ke perangkat apa pun yang terhubung ke jaringan nirkabel.

Ponsel untuk menampilkan gambar dipasang dengan adaptor cetak 3d ke unit kontrol kursi roda.

Untuk mengikuti proyek ini, Anda memerlukan beberapa pengetahuan dasar tentang Debian/Linux, karena konfigurasi memerlukan beberapa pekerjaan manual. Namun ini tidak terlalu sulit, jadi cobalah - jika Anda tidak yakin ada ratusan tutorial di Linux yang dapat membantu Anda.

Langkah 1: Bagian yang Dibutuhkan

Raspberry Pi Zero W: Komponen utama untuk streaming video

Lensa Kamera Mata Ikan SainSmart Wide Angle untuk Raspberry Pi: Kamera sudut lebar yang kompatibel dengan Arduino Camera (170° FOV)

2 × Rumah plastik: Satu wadah lebih kecil untuk raspberry dan kamera, satu wadah lebih besar untuk distribusi daya

XLR Plug: Untuk menghubungkan ke port pengisian kursi roda

Port USB Mobil (mis. TurnRaise 12-24V 3.1A): Konverter 24V ke USB dalam wadah kecil untuk penggunaan mobil dan sepeda motor. Bisa apa saja yang menggunakan input 24V dan menyediakan output USB.

Berbagai Kabel:

• Kabel daya untuk merutekan dari port XLR ke bagian belakang kursi roda,
• Kabel USB untuk memasok Raspberry

Adaptor cetak 3D untuk Telepon Adaptor cetak 3D ke unit kontrol kursi roda yang berfungsi sebagai dasar untuk dudukan ponsel mobil standar:

Dudukan ponsel mobil: Dudukan ponsel yang dapat dipasang pada permukaan datar (mis. dudukan telepon di dasbor). Saya menggunakan satu dari Hama, produsen Jerman.

Langkah 2: Menyiapkan Kamera Raspberry

Instal Raspbian dari https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ mengikuti instruksi dari

Instal semua pembaruan dengan menjalankan dua perintah berikut dari terminal:

sudo apt-get update

sudo apt-get dist-upgrade

Matikan, sambungkan kamera. Mulai raspberry lagi.

Di panel Pengaturan Raspberry, aktifkan kamera dan aktifkan akses SSH ke raspberry. Kamera sainsmart berfungsi sebagai kamera Pi resmi, Anda dapat mengikuti petunjuk yang ada di sini: https://www.raspberrypi.org/learning/addons-guide… Sayangnya Anda belum selesai. Kami membutuhkan driver v4l untuk raspi-cam, yang tidak diaktifkan di luar kotak. Pertama, Anda harus melakukan pembaruan firmware raspberry Anda untuk mendapatkan firmware dan driver kernel terbaru - jalankan yang berikut di terminal:

sudo raspi-update

Anda perlu memuat driver kernel v4l sekarang dengan mengetik di terminal:

sudo modprobe bcm2835-v4l2

Jika ini berhasil tanpa pesan kesalahan, Anda sekarang harus memiliki perangkat /dev/video0, periksa dengan

ls - l /dev/vid*

Jika ini berhasil, tambahkan bcm2835-v4l2 ke /etc/modules untuk mengaktifkan modul di setiap awal.

Anda dapat memeriksa apakah kamera berfungsi dengan perintah:

raspistill -o cam.jpg

Langkah 3: Instal V4l2rtspserver

Pertama, Anda perlu menginstal cmake, karena kami akan mengkompilasi program streaming video sendiri:

sudo apt-get install cmake

Untuk streaming, kami menggunakan v4l2rtspserver karena menunjukkan latensi terendah dalam uji coba kami. Anda bisa mendapatkan kode dari

Instal dengan:

git clone

cd h264v4l2rtspserver

membuat.

lakukan pemasangan

Semuanya akan selesai tanpa kesalahan dan Anda dapat mengujinya sekarang dengan memulai server streaming dari terminal:

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

Terhubung dengan VLC di komputer di jaringan yang sama ke raspberry: rtsp://:8554/unicast untuk memeriksa apakah streaming berfungsi.

Buat skrip bernama launcher.sh di direktori home Anda menggunakan editor favorit Anda (yang seharusnya vi):

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

Perintah sleep diperlukan agar driver video siap. Mungkin bisa diatur kurang dari 20 detik….

Tambahkan skrip ini ke crontab Anda dengan "crontab -e" dan tambahkan:

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

Ini akan memulai streaming di setiap awal secara otomatis.

Alternatif untuk streaming:

Ada beberapa alternatif untuk digunakan untuk streaming video, saya mencoba motion dan vlc. Motion adalah alat webcam yang mendeteksi gerakan, sehingga ia melakukan analisis gambar tambahan pada gambar dan mungkin sedikit lebih lambat dari sekadar streaming.

VLC berfungsi di luar kotak tanpa kompilasi tambahan:

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} '

Perintah ini mengalirkan video yang disandikan h264 melalui http pada port 12345. Latensi agak sekitar 2 detik dalam pengaturan pengujian kami.

Langkah 4: Mengatur Raspberry Sebagai Titik Akses WiFi: Bagian 1 - Hostapd

Langkah ini menetapkan Raspberry Anda sebagai Access Point. Setelah ini, Anda tidak lagi terhubung ke jaringan Anda tetapi Raspberry membuka Jaringan WiFi itu sendiri. Jika terjadi kesalahan, Anda harus memiliki akses ke Raspberry dengan keyboard dan layar, jadi lakukan ini sebelum Anda mengubur raspberry di dalam wadah di suatu tempat…

Saya mengikuti metode yang dijelaskan di sini:

Instal hostapd dan dnsmasq:

sudo apt-get install dnsmasq hostapd

Nonaktifkan dhcp pada antarmuka wlan0 dengan menambahkan baris berikut ke /etc/dhcpd.conf (sebaiknya di atas)

menyangkal antarmuka wlan0

Konfigurasikan IP statis untuk antarmuka wlan0 dengan mengedit /etc/network/interfaces untuk menyertakan yang berikut:

allow-hotplug wlan0 iface wlan0 inet static address 172.24.1.1 netmask 255.255.255.0 network 172.24.1.0 broadcast 172.24.1.255

Mulai ulang daemon dhcp dengan sudo service dhcpcd restart lalu muat ulang konfigurasi wlan0 dengan

sudo ifdown wlan0; sudo ifup wlan0

Simpan hostapd.conf terlampir di bawah /etc/hostapd/hostapd.conf (setelah Anda memeriksa konten dan menyesuaikannya dengan keinginan Anda - Anda setidaknya harus mengubah SSID dan frasa sandi menjadi sesuatu yang lebih aman).

Anda sekarang dapat memeriksa apakah itu berfungsi dengan menjalankan:

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

Anda seharusnya dapat terhubung ke jaringan baru, tetapi Anda belum mendapatkan alamat IP. Hentikan hostapd dengan menekan CTRL-C. Aktifkan start otomatis hostapd dengan mengedit /etc/default/hostapd dan menambahkan lokasi file konfigurasi dengan mengubah baris yang sesuai menjadi

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

Langkah 5: Mengatur Raspberry Sebagai Titik Akses WiFi: Bagian 2 - Dnsmasq

Pindahkan konfigurasi dnsmasq yang disediakan ke file cadangan (karena berisi banyak komentar, Anda masih dapat menggunakannya untuk referensi):

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

Kemudian buat /etc/dnsmasq.conf baru dengan konten berikut:

server=8.8.8.8 # Meneruskan permintaan DNS ke domain DNS Google yang dibutuhkan # Jangan meneruskan nama pendek palsu-priv # Jangan pernah meneruskan alamat di ruang alamat yang tidak dirutekan. dhcp-range=172.4.1.50, 172.24.1.150, 12h # Tetapkan alamat IP antara 172.24.1.50 dan 172.24.1.150 dengan waktu sewa 12 jam

Mengikat layanan dnsmasq ke alamat tertentu menyebabkan beberapa masalah dalam instalasi kami, jadi kami membiarkannya berjalan di semua antarmuka. Karena raspberry Pi Zero W hanya memiliki WiFi, ini tidak masalah kecuali Anda menghubungkan antarmuka USB Ethernet… (dalam hal ini Anda juga akan memiliki server dhcp pada antarmuka ini, jadi ini mungkin mengacaukan jaringan yang Anda sambungkan dengan kabel).

Anda tidak perlu melakukan langkah tambahan apa pun untuk menjalankan dnsmasq saat startup, dnsmasq akan dimulai secara otomatis. Namun Anda harus menguji semuanya sebelum melakukan reboot dengan memulai kedua layanan secara manual dan memeriksa apakah Anda dapat terhubung ke WiFi dan mendapatkan alamat IP (Anda juga dapat memberi tahu ponsel Anda bahwa WiFi ini tidak memiliki internet dan ini baik-baik saja):

sudo service hostapd start sudo service dnsmasq start

Langkah 6: Periksa Perangkat Lunaknya

Sekarang Anda telah mengonfigurasi semuanya, sekarang saatnya untuk melakukan pemeriksaan singkat (sebelum semuanya lebih sulit diakses). Nyalakan ulang raspberry.

Hubungkan ke WiFi jika raspberry dengan ponsel Anda. Hubungkan klien video streaming (mis. VLC yang ada untuk semua sistem operasi) ke aliran raspberry dengan memilih "Aliran jaringan" dan sambungkan ke rtsp://:8554/unicast (adalah IP perangkat Anda, jika Anda tidak melakukannya mengubahnya adalah 172.24.1.1).

Anda akan melihat beberapa video langsung dari kamera sekarang… (Saya memiliki beberapa masalah dengan VLC untuk android, tetapi VLC untuk iOS bekerja dengan lancar - saya tidak menyelidiki lebih lanjut versi android karena saudara saya menggunakan iOS).

Langkah 7: Membuat Catu Daya

Kontrol invacare menggunakan apa yang tampaknya menjadi standar untuk kursi roda bertenaga. Konektornya adalah konektor XLR standar seperti yang digunakan untuk mikrofon. Pin 1 positif, Pin 2 negatif. Invacare memiliki dua pin tambahan untuk komunikasi, tetapi kami tidak akan dipusingkan dengan ini…

Hubungkan konektor XLR ke adaptor daya USB dan masukkan semuanya ke dalam kotak. Untuk memberi makan kabel ke kotak, feedthrough adalah ide yang bagus. Pastikan kabel cukup panjang untuk dirutekan dari modul kontrol kursi roda ke sandaran tempat Anda akan memasang kotak catu daya. Anda dapat merutekan kabel mengikuti kabel modul kontrol untuk memastikan kabel tidak tersangkut di bagian mana pun yang dapat dipindahkan.

Langkah 8: Membangun Kotak untuk Kamera

Bangun kotak yang sesuai dengan raspberry pi dan kamera. Kotak membutuhkan lubang di samping untuk menyalurkan kabel daya USB dan lubang untuk kamera yang cukup besar untuk tidak menghalangi pandangan. Saya memasang kamera pada sudut kira-kira 45° sehingga mengarah ke bawah untuk dapat melihat roda belakang kursi roda. Saya menggunakan kotak plastik standar tempat saya memotong beberapa lubang, tetapi Anda juga dapat mencetak 3D versi yang lebih bagus (mungkin untuk Versi 2)

Langkah 9: Buat Dudukan Telepon

Untuk memasang ponsel ke kursi roda, saya mencetak pelat adaptor 3d yang dapat ditemukan di sini: https://www.thingiverse.com/thing:2742683 (file STL juga terlampir). Itu melekat pada unit kontrol kursi roda. Di piring ini Anda dapat merekatkan dudukan telepon mobil apa pun, yang bisa Anda dapatkan dengan harga murah di mana saja.

Langkah 10: Kumpulkan Semuanya dan Cobalah

Sekarang saatnya untuk merakit semuanya:

Pasang kotak kamera di suatu tempat di belakang kursi roda di mana pandangan tidak terhalang dan kamera mengarah ke belakang. Pasang kotak catu daya di suatu tempat di belakang yang tidak menghalangi. Hubungkan kabel USB dari Raspberry ke kotak daya. Hubungkan kotak daya dengan steker XLR ke port pengisian daya di unit kontrol kursi roda. Semuanya harus dimulai sekarang.

Instal VLC di ponsel Anda (jika Anda belum melakukannya…) dan sambungkan ke Raspberry melalui rtsp://:8554/unicast

Anda sekarang akan melihat gambar kamera di ponsel Anda:-)

Letakkan dudukan ponsel di unit kontrol kursi roda dan kencangkan ponsel di atasnya. Dan ini dia, Anda selesai!

Juara II Raspberry Pi Contest 2017