Bakåtvänd kamera för en elektrisk rullstol: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Min bror använder en Invacare TDX elektrisk rullstol, som är lätt att manövrera i alla riktningar, men på grund av begränsad sikt bakåt är det svårt att köra bakåt i begränsade utrymmen. Målet med projektet är att bygga en backkamera med hjälp av IP -streaming till en mobiltelefon, som är monterad nära hans styrande joystick.

Komponenter som behövs:

• strömförsörjning och distribution med hjälp av rullstolens ström
• bakkamera och videostreamer
• mobiltelefonhållare för styrplattan.

Kraften levereras av rullstolen själv, som använder 24V blybatterier. Laddningsporten missbrukas för att ansluta en strömomvandlare till USB, som driver Raspberry som är ansvarig för strömningen och driver även mobiltelefonen vid behov.

Streaming sker med en Raspberry Pi Zero W, som fungerar som en trådlös åtkomstpunkt och strömmar videon till alla enheter som är anslutna till det trådlösa nätverket.

Mobiltelefonen för att visa bilden är monterad med en 3D -tryckt adapter till rullstolen.

För att följa detta projekt behöver du grundläggande kunskaper om Debian/Linux, eftersom konfigurationen kräver lite manuellt arbete. Det är dock inte för svårt, så prova - om du är osäker finns det hundratals självstudier på Linux som kan hjälpa dig.

Steg 1: Delar som behövs

Raspberry Pi Zero W: Huvudkomponent för strömmande video

SainSmart Wide Angle Fish-Eye-kameralinser för Raspberry Pi: Arduino-kamera kompatibel vidvinkelkamera (170 ° FOV)

2 × plasthöljen: Ett mindre hölje för hallon och kamera, ett större hölje för kraftfördelning

XLR -kontakt: För att ansluta till rullstolens laddningsport

Bilens USB-port (t.ex. TurnRaise 12-24V 3.1A): En 24V till USB-omvandlare i ett litet hus för bil- och motorcykelbruk. Kan vara allt som använder 24V -ingång och ger USB -utgång.

Olika kablar:

• Strömkabel för att leda från XLR -port till rullstolens baksida,
• USB -kabel för att leverera hallon

3D -tryckt adapter för telefon En 3D -tryckt adapter till rullstolsstyrenheten som fungerar som bas för en vanlig bilmobilhållare:

Bilmobilhållare: En mobiltelefonhållare som kan fästas på en plan yta (t.ex. en telefonhållare för instrumentbrädan). Jag använde en från Hama, en tysk tillverkare.

Steg 2: Konfigurera hallonkameran

Installera Raspbian från https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ enligt instruktionerna från

Installera alla uppdateringar genom att köra följande två kommandon från en terminal:

sudo apt-get uppdatering

sudo apt-get dist-upgrade

Stäng av, anslut kameran. Starta hallon igen.

Aktivera kameran i Raspberry Setup -panelen och SSH -åtkomst till hallon. Sainsmart-kameran fungerar som den officiella Pi-kameran, du kan följa instruktionerna som finns här: https://www.raspberrypi.org/learning/addons-guide… Tyvärr är du inte klar än. Vi behöver en v4l-drivrutin för raspi-cam, som inte är aktiverad ur lådan. Först bör du göra en firmwareuppdatering av ditt hallon för att få den senaste firmware och kärndrivrutinen - kör följande i en terminal:

sudo raspi-uppdatering

Du måste ladda kärndrivrutinen för v4l nu genom att skriva in i en terminal:

sudo modprobe bcm2835-v4l2

Om detta fungerade utan felmeddelanden bör du nu ha en enhet /dev /video0, kolla med

ls - l /dev /vid*

Om detta fungerade lägger du till bcm2835-v4l2 till /etc /modules för att aktivera modulen vid varje start.

Du kan kontrollera att kameran fungerar med kommandot:

raspistill -o cam.jpg

Steg 3: Installera V4l2rtspserver

Först måste du installera cmake, eftersom vi själva kommer att sammanställa videoströmningsprogrammet:

sudo apt-get install cmake

För streaming använder vi v4l2rtspserver eftersom den visade den lägsta latensen i våra försök. Du kan få koden från

Installera den med:

git -klon

cd h264v4l2rtspserver

cmake.

gör installationen

Allt ska avslutas utan fel och du kan testa det nu genom att starta streaming -servern från en terminal:

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

Anslut med VLC på en dator i samma nätverk till hallon: rtsp: //: 8554/unicast för att kontrollera om streaming fungerar.

Skapa ett skript som heter launcher.sh i din hemkatalog med din favoritredigerare (vilket borde vara vi):

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

Sömnkommandot behövs för att videodrivrutinen ska bli klar. Förmodligen kan den ställas in på mindre än 20 sekunder ….

Lägg till detta skript till din crontab med "crontab -e" och lägg till:

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

Detta bör starta strömningen vid varje start automatiskt.

Alternativ för streaming:

Det finns ett par alternativ att använda för att strömma video, jag försökte motion och vlc. Motion är ett webbkameraverktyg som upptäcker rörelse, så det utför ytterligare bildanalyser på bilderna och är förmodligen lite långsammare än bara streaming.

VLC fungerar ur lådan utan några ytterligare sammanställningar:

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

Detta kommando strömmar en h264 -kodad video via http på port 12345. Latency är ungefär 2 sekunder i vår testinställning.

Steg 4: Konfigurera hallon som WiFi -åtkomstpunkt: del 1 - Hostapd

Detta steg anger ditt hallon som en åtkomstpunkt. Efter detta är du inte längre ansluten till ditt nätverk men Hallon öppnar sitt eget WiFi -nätverk. Vid misstag måste du ha tillgång till hallon med ett tangentbord och en display, så gör detta innan du begraver hallon i ett hus någonstans …

Jag följer metoden som beskrivs här:

Installera hostapd och dnsmasq:

sudo apt-get install dnsmasq hostapd

Inaktivera dhcp på gränssnittet wlan0 genom att lägga till följande rad till /etc/dhcpd.conf (helst överst)

denyinterfaces wlan0

Konfigurera en statisk IP för wlan0 -gränssnittet genom att redigera/etc/network/interfaces för att inkludera följande:

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

Starta om dhcp -demonen med sudo service dhcpcd starta om och ladda sedan om wlan0 -konfigurationen med

sudo ifdown wlan0; sudo ifup wlan0

Spara den bifogade hostapd.conf under /etc/hostapd/hostapd.conf (efter att du har kontrollerat innehållet och anpassat det efter dina önskemål - bör du åtminstone ändra SSID och lösenfras till något säkrare).

Du kan nu kontrollera om det fungerar genom att köra:

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

Du borde kunna ansluta till det nya nätverket, men du får ingen IP -adress än. Stoppa hostapd genom att trycka på CTRL-C. Aktivera automatisk start av hostapd genom att redigera/etc/default/hostapd och lägga till konfigurationsfilens plats genom att ändra motsvarande rad till

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

Steg 5: Konfigurera hallon som WiFi -åtkomstpunkt: del 2 - Dnsmasq

Flytta den medföljande dnsmasq -konfigurationen till en säkerhetskopia (eftersom den innehåller många kommentarer kan du fortfarande använda den som referens):

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

Skapa sedan en ny /etc/dnsmasq.conf med följande innehåll:

server = 8.8.8.8 # Vidarebefordra DNS-förfrågningar till Google DNS-domänbehov # Vidarebefordra inte kortnamn falska-priv # Vidarebefordra aldrig adresser i de icke-dirigerade adressutrymmena. dhcp-range = 172.24.1.50, 172.24.1.150, 12h # Tilldela IP-adresser mellan 172.24.1.50 och 172.24.1.150 med 12 timmars leasetid

Att binda dnsmasq -tjänsten till en specifik adress leder till vissa problem i vår installation, så vi låter den bara köra på alla gränssnitt. Eftersom hallon Pi Zero W bara har WiFi är detta inga problem om du inte ansluter ett USB Ethernet -gränssnitt … (i det här fallet skulle du också ha en DHCP -server på det här gränssnittet, så detta kan förstöra nätverket du ansluter till med en kabel).

Du behöver inte göra några extra steg för att köra dnsmasq vid start, det startar automatiskt. Du bör dock testa allt innan du gör en omstart genom att starta båda tjänsterna manuellt och kontrollera att du kan ansluta till WiFi och få en IP -adress (du kan också berätta för din mobiltelefon att denna WiFi inte har internet och att det är bra):

sudo service hostapd start sudo service dnsmasq start

Steg 6: Kontrollera programvaran

Nu när du har konfigurerat allt är det dags att göra en kort kontroll (innan allt är svårare att komma åt). Starta om hallon.

Anslut till WiFi om hallon med din mobiltelefon. Anslut en strömmande videoklient (t.ex. VLC som finns för alla operativsystem) till hallonströmmen genom att välja "Nätverksström" och ansluta till rtsp: //: 8554/unicast (är din enhets IP, om du inte gjorde det ändra det är 172.24.1.1).

Du borde se lite livevideo från kameran nu … (Jag hade några problem med VLC för Android, men VLC för iOS fungerade smidigt - jag undersökte inte ytterligare Android -versionen eftersom min bror använder iOS).

Steg 7: Gör strömförsörjningen

Invacare -kontrollen använder vad som verkar vara en standard för eldrivna rullstolar. Kontakten är en vanlig XLR -kontakt som används för mikrofoner. Pin 1 är positiv, Pin 2 negativ. Invacare har ytterligare två stift för kommunikation, men vi kommer inte att bråka med dessa …

Anslut XLR -kontakten till USB -strömadaptern och passa allt i en låda. För att mata kabeln till lådan är en genomgång en bra idé. Se till att kabeln är tillräckligt lång för att kunna dras från rullstolsstyrmodulen till ryggstödet där du ska fästa strömförsörjningsboxen. Du kan dra kablarna efter kontrollmodulens kablar för att säkerställa att de inte fastnar någonstans i en rörlig del.

Steg 8: Bygga lådan för kameran

Bygg en låda som passar hallon pi och kameran. Boxen behöver ett hål på sidan för att leda USB -strömkabeln igenom och ett hål för kameran som är tillräckligt stor för att inte hindra utsikten. Jag monterade kameran i ungefär 45 ° vinkel så att den pekar nedåt för att kunna se rullstolens bakhjul. Jag använde en vanlig plastlåda där jag skar några hål, men du kan också 3D -skriva ut en snyggare version (kanske för version 2)

Steg 9: Gör telefonhållaren

För att fästa mobiltelefonen i rullstolen 3D-tryckt jag en adapterplatta som finns här: https://www.thingiverse.com/thing:2742683 (STL-filen bifogas också). Den är ansluten till rullstolen. På den här tallriken kan du limma alla biltelefonhållare, som du kan få billigt i alla fall.

Steg 10: Montera allt och testa det

Nu är det dags att montera allt:

Fäst kameralådan någonstans på baksidan av rullstolen där utsikten inte hindras och kameran pekar bakåt. Fäst strömförsörjningsboxen någonstans på baksidan där den inte är i vägen. Anslut USB -kabeln från hallon till strömboxen. Anslut strömboxen med XLR -kontakten till laddningsporten på rullstolen. Allt borde börja nu.

Installera VLC på din mobiltelefon (om du inte har gjort det ännu …) och anslut till Raspberry via rtsp: //: 8554/unicast

Du borde nu se kamerabilden på din mobiltelefon:-)

Sätt mobiltelefonhållaren på rullstolen och säkra telefonen på den. Och det här är det, du är klar!

Andra priset i Raspberry Pi Contest 2017