FLIR Lepton-Anleitung

Einführung

Hinweis: Dieses Tutorial wurde ursprünglich für das FLiR Lepton [KIT-13233] geschrieben. Der FLiR Lepton 2.5 mit Radiometrie sollte jedoch genauso funktionieren.

Als unser Team herausfand, dass wir eine Long Wave Infrared (LWIR)-Kamera testen würden, gab es zwei Worte, die wir nicht aufhören konnten:Predator Vision. Das ist richtig, wir würden endlich die unsichtbare Welt der Hitze sehen können, was uns sehr helfen würde, wenn wir jemals ein Team von Spezialagenten in einem abgelegenen Dschungel jagen würden … oder, wissen Sie, versuchen, uns nicht weiter zu verbrühen eine heiße Tasse Tee.

Zufällig ist das FLIR Lepton ein ausgezeichnetes kleines Modul für den Preis, und Pure Engineering hat beim Drehen des Breakout-Boards und der Dokumentation hervorragende Arbeit geleistet.

FLIR Radiometric Lepton Dev Kit

FLiR-Entwicklungskit

Es gibt jedoch ein paar kleine „Probleme“ beim Setup-Prozess, und so dachten wir, es wäre am besten, wenn wir das, was wir beim Spielen mit diesem Ding gelernt haben, teilen. Aber zuerst… Ein bisschen Theorie…

Erforderliche Materialien

Um diesem Tutorial zu folgen, benötigen Sie die folgende Hardware und Software. Möglicherweise benötigen Sie jedoch nicht alles, je nachdem, was Sie haben und wie Sie eingerichtet sind. Fügen Sie die Hardware Ihrem Einkaufswagen hinzu, lesen Sie die Anleitung durch und passen Sie den Einkaufswagen nach Bedarf an.

Hardware

Heute richten wir den Raspberry Pi-Beispielcode ein, wie er von Pure Engineering bereitgestellt und in unseren Produktvideos vorgestellt wird. Zumindest brauchen wir einen Himbeer-Pi… und sonst nicht viel. Nur eine Handvoll Überbrückungskabel sowie ein Monitor, eine Tastatur, die dazugehörigen Kabel für Ihren Raspberry Pi und die FLIR Lepton-Kamera Ihrer Wahl.

Unten ist eine Wunschliste der vorgeschlagenen Teile:

FLIR Lepton Hookup Guide Wunschliste SparkFun-Wunschliste

Raspberry Pi LCD – 7″ Touchscreen

SmartiPi Touch

Multimedia-Funktastatur

Raspberry Pi 3 B+ Starter Kit

Radiometrisches Lepton-Entwicklungskit von FLIR

Hinweis: Um die Anzahl der verwendeten Komponenten zu reduzieren, können Sie die Wärmebildkamera mithilfe von F/F-Jumperdrähten direkt mit dem Pi verbinden. Für eine sichere Verbindung können Sie auch einen benutzerdefinierten Raspberry Pi-Hut mit einem Prototyping-Board anlöten.

Anschlusskabel – Sortiment (Solid Core, 22 AWG)

Überbrückungsdrähte Premium 6″ F/F – 20 AWG (10er Pack)

SparkFun Snappable Protoboard

Raspberry Pi GPIO Tall Header – 2×20

Kopf hoch! Wenn Sie das PureThermal 2:FLIR Lepton Smart I/O Board erwerben, funktioniert das Board nicht enthalten das FLIR Lepton-Kameramodul. Dies übernimmt jedoch die Steuerung der Kamera und der Video-Rohdaten über USB. Dies ist nützlich, wenn Sie es an Ihren Computer anschließen und als USB-Webcam verwenden.

PureThermal 2 – FLIR Lepton Smart I/O Board

USB Micro-B-Kabel – 6 Fuß

Weitere Informationen zum Einrichten des Smart I/O-Boards mit Ihrem Computer finden Sie in den folgenden Videos zu Ihrem Setup zur Installation der offiziellen Lepton-App.

• Fenster
• Mac OS
• Himbeer-Pi

Software

Der Beispielcode wurde auf einem Raspberry Pi-Modell B getestet, sollte jedoch auf jedem Modell problemlos funktionieren, solange Sie Raspbian installiert haben.

HIMBEERE PI:HIMBEERBILD

Sie müssen auch die QT-Entwicklungstools und das Beispiel installieren. Sehen Sie sich die Software an später im Tutorial für weitere Informationen.

Theorie

Elektromagnetische Strahlung ist überall (und in und überall) um uns herum und umfasst alles, von Gammastrahlung im Hochfrequenzbereich bis hin zu Radiowellen im Niederfrequenzbereich. Während die meisten bildgebenden Sensoren Strahlung im sichtbaren Spektrum (Wellenlängen von 380 bis 700 Nanometer) erkennen, erkennen langwellige Infrarotsensoren Strahlung von 900 bis 14.000 Nanometern. Dies ist als Infrarotspektrum bekannt und macht den größten Teil der Wärmestrahlung aus, die von Objekten in der Nähe von Raumtemperatur emittiert wird.

Elektromagnetisches Spektrum mit hervorgehobenem sichtbarem Licht. Bild mit freundlicher Genehmigung von Wikimedia Commons.

Der Sensor im FLiR Lepton ist ein Mikrobolometer Array. Mikrobolometer bestehen aus Materialien, die ihren Widerstand ändern, wenn sie durch Infrarotstrahlung erhitzt werden. Durch Messen dieses Widerstands können Sie die Temperatur des Objekts bestimmen, das die Strahlung emittiert und ein Falschfarbenbild erstellen, das diese Daten codiert.

Wärmebildaufnahmen dieser Art werden häufig bei der Gebäudeinspektion (um Isolationslecks zu erkennen), der Automobilinspektion (um die Kühlleistung zu überwachen) und der medizinischen Diagnose verwendet. Aufgrund ihrer Fähigkeit, ein Bild ohne sichtbares Licht zu erzeugen, ist die Wärmebildkamera außerdem ideal für Nachtsichtkameras.

In der Robotik sind Wärmebildkameras besonders nützliche Wärmedetektoren, da das von ihnen erzeugte Bild (da es sich um ein Bild handelt) mit den gleichen Techniken und Software wie Bilder mit sichtbarem Licht verarbeitet werden kann. Stellen Sie sich vor, Sie verwenden OpenCV, um nicht nur Farbschwerpunkte, sondern auch Wärmeschwerpunkte zu verfolgen! Das ist richtig, du könntest wärmesuchende Roboter direkt in deinem eigenen Zuhause bauen!

Worauf warten wir eigentlich? Lassen Sie mich Ihnen die Tour geben…

Hardware-Übersicht

Nachfolgend sind einige der Merkmale der Spezifikationen der FLIR Lepton aufgeführt. Die blau hervorgehobenen Zellen weisen auf die geringfügigen Unterschiede zwischen den beiden Versionen des FLIR Lepton-Kameramoduls hin.

FLIR Lepton FLIR Lepton v2.5 mit Radiometrie Auflösung (h x v) 80 Pixel x 60 Pixel 80 Pixel x 60 Pixel Spektralbereich 8µm bis 14µm 8µm bis 14µm Horizontales Sichtfeld 51° 50° Wärmeempfindlichkeit <50 mK <50 mK Bildrate <9Hz <9Hz Steuerungsschnittstelle I2C I2C Videoschnittstelle SPI SPI Versprochene Zeit zum Image <0,5 Sek. <1,2 Sek. (~0,5 Sek. in realen Tests ) Integraler Verschluss ✓ Radiometrie 14-Bit-Pixelwert 14-Bit-Pixelwert, Kelvin Betriebsleistung ~150 mW ~150 mW

Hardware-Anbindung

⚡ Warnung:  Erwähnenswert ist, dass das Lepton-Modul zwar nicht besonders empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung ist, aber ein komplexes und relativ teures Bauteil ist. Möglicherweise möchten Sie bei der Arbeit ein paar Vorsichtsmaßnahmen treffen, damit Sie es nicht versehentlich zappen.

Schaltplan

Verbinden Sie den FLIR-Breakout gemäß dem Diagramm unten mit dem Raspberry Pi GPIO. Wenn Sie eine Auffrischung der Ausrichtung der GPIO-Pins benötigen, besuchen Sie unser Raspberry Pi GPIO-Tutorial. Stellen Sie sicher, dass Ihr Lepton-Modul sicher im Sockel auf der Breakout-Platine eingerastet ist.

Es gibt verschiedene Methoden, Ihr System miteinander zu verbinden und zu montieren. Wenn Sie mit dem Pi ein Steckbrett und einen LCD-Touchscreen verwendet haben, sollte Ihr Setup wie in der Abbildung unten aussehen.

Herzlichen Glückwunsch, das ist der Hardware-Teil. Nun zur Softwarekonfiguration!

Software

Wie ich bereits erwähnt habe, möchten Sie das Raspbian OS auf Ihrem Raspberry Pi installiert haben. Starten Sie es und öffnen Sie das Terminalprogramm. Unsere erste Geschäftsangelegenheit wird die Aktivierung der SPI- und I2C-Schnittstellen des Pi sein. Glücklicherweise macht Raspbian dies einfach, indem es ein Dienstprogramm namens raspi-config . einfügt . Um das Dienstprogramm auszuführen, geben Sie einfach Folgendes ein:
sudo raspi–config

Der folgende Bildschirm sollte wie unten gezeigt angezeigt werden. Klicken Sie auf „Erweiterte Optionen . ”-Menü.

Haben Sie Schwierigkeiten, die Strecke zu sehen? Klicken Sie auf das Bild für eine genauere Ansicht.

Wählen Sie SPI aus und befolgen Sie die Anweisungen auf den folgenden Bildschirmen. Nachdem Sie die SPI-Schritte abgeschlossen haben, machen Sie dasselbe für I2C. Beim Beenden von raspi-config , es wird gefragt, ob Sie neu starten möchten. Fahren Sie fort und tun Sie es, damit die Änderungen, die wir gerade vorgenommen haben, beibehalten werden.

Haben Sie Schwierigkeiten, die Strecke zu sehen? Klicken Sie auf das Bild für eine genauere Ansicht.

Der Beispielcode von Pure Engineering ist eine QT-Anwendung, daher müssen wir diese Abhängigkeit installieren, bevor wir sie kompilieren können. Keine Sorge, es ist ganz einfach. Stellen Sie sicher, dass der Pi über eine Internetverbindung verfügt und führen Sie den folgenden Befehl aus, um die QT-Entwicklungstools zu installieren:
sudo apt–get install qt4–dev–tools

Welches wird ungefähr so ​​aussehen…

Rufen Sie nach Abschluss der Installation das GitHub-Repository von Pure Engineering auf und rufen Sie das …/software/raspberrypi_video ab Verzeichnis. Wenn Sie mit git vertraut sind, können Sie dies über die Befehlszeile tun. Für die meisten Leute ist es genauso einfach, zum obigen Link zu navigieren und auf „ZIP herunterladen“ zu klicken. Sie können die Datei in ein beliebiges Verzeichnis herunterladen, dann cd in dieses Verzeichnis im Terminal laden und mit dem folgenden Befehl entpacken:
unzip LeptonModule–master.zip

Nun cd in den entpackten Ordner „LeptonModule-master “ und das Verzeichnis „…/raspberrypi_video “. Dieses Verzeichnis enthält alle Dateien, die Sie zum Kompilieren des Beispielcodes benötigen. Zuerst müssen wir das Lepton SDK „erstellen“. Navigieren Sie mit dem Befehl cd zu "…/software/raspberrypi_libs/LeptonSDKEmb32PUB . ”-Verzeichnis und führen Sie den make-Befehl aus.

Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, cd zurück zum "…/raspberrypi_video . ”-Verzeichnis und führen Sie qmake &&make aus:

Herzliche Glückwünsche! Sie haben gerade den Beispielcode kompiliert und können ihn ausführen. Geben Sie einfach Folgendes in Ihre Befehlszeile ein:

Mehr Infos lesen…..

FLIR Lepton Anschlussanleitung

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