Hier ein kleiner Baubericht über unsere Lösung, eine FLIR Vue Pro R mit 19mm-Optik mit einer Realbildkamera zu kombinieren. Herausgekommen ist dabei diese „Box“, welche ihr in den angehängten Bildern sehen könnt. Das Ganze passt vom Gewicht und von den Abmessungen her auf einen Nex-Gimbal, ich habe den von DYS dafür verwendet. Lustigerweise ist sogar der Schwerpunkt der Lösung dem einer Sony Nex ziemlich ähnlich.

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Was kann das Ganze?

  • Das System gibt mit einer ziemlich niedrigen Latenz (<250ms) das Bild der FLIR und einer zusätzlich verbauten Raspi2.1-Kamera als einen kombinierten HDMI-Stream aus (Auflösung 1280x720px). Damit ist das Teil ziemlich universell und kompatibel mit den gängigsten digital arbeitenden Video-Brücken (Lightbridge usw.).
  • Über Mavlink kann zusätzlich das GPS abgegriffen werden, damit bei Aufnahmen sowohl die Wärmebildaufnahmen, als auch Realbilder entsprechend getaggt werden können.
  • Aufnahmen können über einen ganz normalen PWM-Eingang getriggert werden.
  • Zusätzlich lassen sich die beiden noch verbleibenden PWM-Eingänge der FLIR vom Raspi aus auslösen.
  • Die Stromversorgung geht von 4-6S (mehr habe ich nie getestet).

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Was ist drin?

  • Eine FLIR Vue, hier eine Pro R 🙂
  • Raspberry Pi3
  • Ein USB-Framegrabber (ein Logilink VR0001), der den AV-Ausgang der FLIR einliest
  • BEC für die Stromversorgung
  • Bisschen Pegelwandler- und Triggerelektronik

schema-waermebildIm Detail…

  • … ist das Ganze eigentlich kein Hexenwerk. Der Dreh-und Angelpunkt des Ganzen ist ein Raspberry Pi3, der die beiden Bildquellen mischt, wieder auf seinem HDMI-Ausgang ausgibt und ein bisschen Steuerung übernimmt. An zwei GPIOs des Pi wird softwaremäßig ein PWM erzeugt, welcher die beiden PWM-Eingänge der FLIR triggert. Da die 3,3v-kompatibel sind, hängen die direkt dran. Der UART des Pi ist mit den UART-Eingängen der FLIR verbunden. Da ich nirgends eine sichere Angabe gefunden habe, ob der UART der FLIR eigentlich 5v- oder 3,3v-Pegel benutzt, habe ich sicherheitshalber einen Pegelwandler dazwischengeschaltet.
  • Der Framegrabber von Logilink musste sein Gehäuse und seine USB-Buchse lassen, der ist direkt über ein Kabel am einen USB-Port des Pis angelötet.
  • Die RaspiCam wiederum ist ganz konventionell angebunden, ich nutze allerdings in der Nebeneinander-Darstellung nur einen kleinen Teil des Gesamtbilds, angepasst auf die Darstellung der FLIR.

Das Gehäuse an sich besteht aus zwei Teilen (die eigentliche Trägerplatte unten und der Deckel dazu oben) und ist einfach 3D-gedruckt.

Fragen…?

  • Warum HDMI als Ausgang? Das war die einfachste Lösung. In meinem Fall wird das Bild von einer EZ-Wifibroadcast übertragen, die ich mit einen HDMI-Eingang ausgestattet hatte. (Mein großer Kopter hat das sowieso zusammen mit einem Pi3 fest eingebaut). Es wäre aber durchaus möglich, das Bild per Ethernet weiterzuleiten, oder sogar direkt per WLan/EZ-Wifibroadcast zu übertragen. Der Pi3 hat genug Rechenleistung übrig (der langweilt sich bei 6% Auslastung oder so).
  • Warum ein Pi3 und kein Zero? Aus zwei Gründen. Zum Einen hat der Logilink-Grabber am Pi Zero einfach nicht richtig funktioniert (da hatte ich andauernd Bildstörungen). Außerdem nutze ich das LAN mit auf dem Kopter für die Mavlink-Anbindung. Und da hätte die eine USB-Schnittstelle des Zeros schon nicht mehr gereicht.
  • Gewicht? Das Ganze wiegt genau 370g, also nicht zu schwer für einen Gimbal, der auch eine Nex schafft.

 

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Wer an den STL-Dateien des Gehäuses oder sonstiges interessiert ist, einfach melden. Die Software des Pis ist noch nicht ganz „Weitergeb-reif“, aber im Grunde besteht die aus einem Raspian mit einem ReadOnly-Dateisystem. Die Bilddarstellungen werden einfach übereinander gelegt. Theoretisch würde da noch Einiges mehr gehen, allerdings bekommt man da schnell üble Latenzen rein. Das GStreamer-Framework unterstützt leider die Hardware-Beschleunigung des Pis in der Praxis nur sehr beschränkt.

 

Und das Abfallprodukt…

Die Idee kam mir so nebenbei, weil mein kleiner Viltrox-HDMI-Monitor einen Steckplatz für einen NP-F970-Akku hat und ich die eh hier habe. Der versorgt die FLIR locker mit. Warum also nicht schnell eine Handkamera basteln? 🙂

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