2 – kamery termowizyjne
Cel komponentu
Dodanie pasma termowizyjnego dla kamer na pasmo widzialne. Możliwe jako dodatkowy komponent. Kamery termowizyjne muszą mieć jak najbardziej zbliżone pole widzenia do kamer na pasmo widzialne.
Pierwsza koncepcja
Kamery termowizyjne są drogie. Montaż jednej kamery wysokie jakości na potrzeby prototypu byłby nieuzasadniony. Jedna kamera ma ograniczony zakres widzenia oraz jest pojedynczym punktem awarii. Postanowiłem wykorzystać moduły termowizyjne niższej jakości ale za to o dużo niższej cenie. Pierwszą kamerą był Flir Lepton. https://www.flir.com/products/lepton/ Kamera ta jest małą i dość tania lecz zbyt droga aby kupić ją w ilości jakiej potrzebowałem. Na robocie zamontowano cztery kamery na pasmo widzialne i to spowodowało że potrzebne były cztery dodatkowe kanały termowizyjne. Jakość nie musiała być wysoka ponieważ kamery na pasmo widzialne były dostatecznie dobrej jakości.
Panasonic AMG88XX Grid-eye
Natrafiłem na serię kamer firmy Panasonic AMG88XX (XX na końcu oznacza konkretny model kamery). Kamera o rozdzielczości 8x8px (tak bardzo niska) komunikująca się po magistrali I2C. Bardzo przystępna cenowo kamera nadająca się do prototypu. Niska cena powoduje że można wyposażyć robota w cztery takie kamery.
Niska rozdzielczość – jak ją zwiększyć?
Kamery termowizyjne charakteryzują się bardzo niską rozdzielczością. W przypadku serii AMG88XX 8x8px to trochę za mało. Kupienie lepszej kamery np. Flir Lepton nie wchodziło w grę. Koncepcja rozwiązania tego problemu to:
- Stackowanie kamer (dwie kamery pracujące w parze)
- Rozmywanie obrazu w celu poprawy jego jakości
Stackowanie kamer
Jedna kamer na rozdzielczość 8x8px i pole widzenia około 60° co daje możliwość ustawienia dwóch kamer pod kątek 60° aby uzyskać pole widzenia w poziomie 120°.
Źródło: https://www.alibaba.com/product-detail/Grid-EYE-Infrared-Array-Sensor-AMG8831_60352923564.htmlDostęp 11-02-2020 Źródło: https://www.alibaba.com/product-detail/Grid-EYE-AMG8853-Module_60558397587.html Dostęp 11-02-2020
Rozmywanie obrazu
Kolejnym sposobem na poprawę jakości obrazu jest jego rozmycie. Polega ono na rozmywaniu krawędzi pikseli a nie wyświetlaniu ich konkretnych wartości.
Źródło: https://blog.adafruit.com/2017/06/29/new-product-adafruit-amg8833-ir-thermal-camera-breakout/Montaż układów – gotowe płytki czy projekt własnych?
Chciałem zamontować po dwa moduły na każdym z ramion oraz po dwa moduły po każdej stronie wanny. Wraz z modułami AMG8833 dostępne są gotowe płytki prototypowe. Montaż na ramionach wymagał jednak bardzo małych modułów aby móc zmieścić dwie kamery na każdym z ramion. Na stronie: https://oshpark.com/shared_projects/Wg16sZwq znalazłem projekt płytek do tej kamery. Po modyfikacji odpowiadały wymaganiom aby zamontować je na ramionach.
Własny projekt
Projekt zakładał wykonanie dwóch płytek – jednej dla prawej a drugiej na lewej kamery. Każde dwie kamery pracują w parze i dają jeden obraz 8x16px.
Kamery mogą zostać zamontowane parami na ramionach manipulatorów oraz po obu stronach wanny. Na manipulatorach pasują i nie kolidują z żadnym innym elementem, jednak podczas montażu w wannie zahaczają o manipulatory. Modyfikacji można poddać kamery lub części manipulatorów.
Dziękuję Ivanowi za pomoc w realizacji projektu kamer termowizyjnych.Specyfikacja AMG88XX:
https://b2b-api.panasonic.eu/file_stream/pids/fileversion/8452