Raspberry Pi Kameralarından İstifadə Edilən 3D Bədən Skaner: 8 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Bu 3D skaner, rəqəmsal texnologiyanı icma qrupları üçün əlverişli etmək məqsədi ilə BuildBrighton Makerspace -də əməkdaşlıq edən bir layihədir. Skanerlər moda sənayesində, geyim dizaynını fərdiləşdirmək üçün, oyun sənayesində virtual reallıq üçün və idman salonlarında sağlamlığı izləmək üçün istifadə olunur. İstehsal vasitələrinə çıxış təmin edən istehsalçı məkanlarda da varsa, sosial yenilik üçün daha çox potensial ola bilər.

Paltar hazırlamaqda skanerdən istifadə edəcəyəm. Başlamaq üçün, pulsuz proqramdan istifadə edərək modelimi dilimlə kəsdim və öz bədən quruluşum olan kartondan paltar ustalarının lazerini kəsdim. Sonra, paltar hazırlamağa başlamazdan əvvəl VR -də 3D modelində necə göründüyünü görməyi planlaşdırıram.

Santander, Brighton Universiteti Rəqəmsal Mükafatı olaraq, skaneri qurmaq üçün mənə 1000 funt sterlinq qrant verdi. Fərqli variantları prototipləşdirməkdən daha çox xərclədik, ancaq dizayn məlumatımızın bir hissəsi olaraq son versiyanın bu büdcə daxilində təkrarlana biləcəyinə əmin olduq. Bu qiymətə digər icma qrupları oxşar bir şey qurmaq üçün vəsait toplaya bilərlər.

Diqqət yetirin: Bu layihə elektrik enerjisindən istifadə edir və məftil bilikləri tələb edir, buna görə də təhlükəsizlik naminə skanerin qurulması ilə bağlı bölmələr nə etdiyimizi göstərir, kopyalamaq əvəzinə istinad üçün nəzərdə tutulmuş detal səviyyəsi və kodlaşdırma və istifadə bölmələri Skaner "Necə" təlimatları olaraq yazılmışdır. Davam edən bir layihədir, buna görə də tezliklə batareya versiyası üçün tam planlar təqdim edə biləcəyimi ümid edirəm. Veb saytımı yoxlayın və ya daha çox bilmək istəyirsinizsə mənimlə əlaqə saxlayın.

Ətraf mühitə görə 3D çaplı bağlayıcılar və quruluş üçün karton borular üçün PLA seçdik. Parçalar mükəmməl uyğun gəlmirsə, kartonu yenidən düzəltmək asandır, buna görə əla bir prototip vasitəsi edir və 3 mm qalınlığında borular möhkəm və sərtdir.

Bu birgə layihə üzərində işləmək çox gözəl idi. Kodu yazdığına və Çərşənbə axşamları gələn və kömək edən və ya ehtiyac duyulduqda açılan BuildBrighton digər üzvlərinə görə Arthur Guy'a təşəkkür edirəm.

Bu layihə üçün materiallar aşağıdakılardır:

27 Raspberry Pi Zero W

27 Raspberry Pi kamera modulu

27 Raspberry Pi sıfır kamera kabeli

27 USB -dən Micro -USB kabelləri

125 mm uzunluğunda x 32 mm diametrli, 29 mm diametrli 20 ədəd karton borular

Borular üçün 8 son qapaqlar

PLA 3D çap filamenti

8 Birdəfəlik pivə fıçılarından qapaqlar

2 x A3 təbəqə 3 mm lazer keyfiyyətli ağcaqayın kontrplak

230v-12v güc çeviricisi (İngiltərədə elektrik enerjisi 230v olduğu üçün)

12 CRT 5v güc tənzimləyicisi

3 x 30 Amp bıçaq qoruyucuları və tutacaqları

Elektrik kabeli

2, 3 və 5 qollu tel konnektorlar qutusu

50 Ferrules

Kabel modem router

Ethernet kabeli

27 SD kart (16 GB)

5 mm tək divarlı oluklu kart

2 m Öz-özünə yapışan Velcro®

4 x USB batareya dəsti

İstifadə etdiyimiz vasitələr bunlar idi:

Apple® kompüteri (kamera server proqramı Apple® əməliyyat sistemi üçün yazılmışdır, lakin Linux -da da işləyə bilər)

PC kompüteri, çünki Autodesk Remake ™ bu layihənin ortasında Mac istifadəçilərinə dəstək verməyi dayandırdı

İnternet (simli və simsiz)

Autodesk Remake ™ pulsuz versiyası

3D printer

Lazer kəsici

Qaldırıcı

Kabel kəsici

Chop mişar və bant mişar

Zımpara maşını

Addım 1: Raspberry Pisin kodlaşdırılması

Bu addım, Raspberry Pi ilə kodlaşdırma biliklərini tələb edir.

Hər bir Raspberry Pi -də Raspbian əməliyyat sisteminin Lite versiyasını quraşdırın və kameranı və SSH -ni işə salın.

Proqram, nodejs Raspbian-da əvvəlcədən quraşdırılmışdır, lakin köhnəlmiş bir versiya ola bilər.

Aşağıdakı əmrlər onu təkmilləşdirəcək. Qeyd: ikinci kod sətrindəki köprü Instructables® tərəfindən avtomatik olaraq qısaldılmışdır. Kodu kopyalamaq üçün tam linki tıklayarak tapa bilərsiniz.

V7 qovşağına yüksəlir

cd ~ wget https://nodejs.org/dist/v7.9.0/node-v7.9.0-linux-… tar -xvf node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz cd node-v7.9.0-linux -armv6l/ sudo cp -R */ usr/ local/ sudo reboot # Təmizləyin cd ~ rm node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz.gz rm -r node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz # NPM -ni yeniləyin sudo npm install -g npm

Nodejs quraşdırıldıqdan sonra müştəri proqramı üçün faylları yükləyin:

cd ~ git klonu

Sonra aşağıdakı əmrləri istifadə edərək proqramı quraşdırın:

cd 3d kamera

npm quraşdırın

Proqramı aşağıdakı əmrdən istifadə edərək sınayın:

node app.js

Proqramın işləməsinə davam etmək

Proqramı işə salmaq və işlək vəziyyətdə saxlamaq "nəzarətçi" nin işidir. Bu proqram kamera proqramının həmişə işlədiyini və aşağıdakı əmrdən istifadə edərək quraşdırıldığını təmin edir:

sudo apt-get install git supervisor

Nəzarətçi, aşağıdakı əmrdən istifadə edərək verilən konfiqurasiya faylını son yerə kopyalayaraq 3D skaner tətbiqi ilə quruldu:

cp /home/pi/3dCamera/camera.conf /etc/supervisor/conf.d/camera.conf

Nəzarətçiyə yeni konfiqurasiya faylını təyin etməsini və işə başlamasını söyləmək üçün:

sudo supervisorctl yenidən oxuyun

sudo supervisorctl yeniləmə sudo xidmət nəzarətçisini yenidən başladın

Bundan sonra, sistem nə vaxt işə düşsə, ‘nəzarətçi’ avtomatik olaraq server proqramına qoşulan kamera tətbiqini işə salır.

İsteğe bağlı əlavə

Proqram, veb istifadəçi interfeysinə daxil edilmiş bir yeniləmə əmri ilə yenilənə bilər, alternativ isə Raspberry Pi açıldıqda yeniləməni məcbur etməkdir. Bunu etmək üçün, standart bir başlanğıc skriptini bir yeniləmə aparacaq bir ilə əvəz edin:

cp /home/pi/3dCamera/rc.local /etc/rc.local

Addım 2: Kamera Serverinin Qurulması

Tarayıcı server proqramı, nodejs tələb edən bir düyün tətbiqidir, müştərilər də düyünü işə salır və webocketlərdən istifadə edərək serverə qoşulur.

Qurmaq

Terminal pəncərəsini açaraq yazaraq düyünün işlədiyini yoxlayın:

düyün -v

Node quraşdırılmırsa, NodeJS -dən yükləyə bilərsiniz.

Faylları yükləyin

Bu anbarı kompüterdəki bir qovluğa yükləmək lazımdır. Bu, aşağıdakı əmrdən istifadə etməklə edilə bilər:

git klonu

Asılılıqları quraşdırın

Bunlar yüklənmiş kodu ehtiva edən yeni bir qovluqda olmalıdır:

cd 3dCameraServer

npm quraşdırın

Nəhayət kodu işə salın

Server tətbiqi aşağıdakı əmrdən istifadə edilməklə başlamalıdır, bu 3000 portda bir veb yuvası serverini və 8080 portunda bir veb serveri işə salacaqdır.

node server.js

Hər şey uğurlu olsaydı, '8080 və 3000 portunda dinləyən 3D Kamera tətbiqi' mesajı görünəcək. Tətbiqi istifadə etmək üçün bir brauzer açın və aşağıdakı URL -dən istifadə edin https:// localhost: 8080/

Sistemdən istifadə

Server, kameraların fotoşəkilləri hara göndərəcəyini bildiyi şəkildə sabit bir IP ünvanı istifadə edir.

Müştəri proqramı, 192.168.10.100 IP ünvanında bir serverə qoşulmağı gözləyir. Sabit bir IP ünvanı ayıran xüsusi bir yönlendiricidən istifadə edirik, ancaq skanerdən istifadə etmədən bu IP ünvanını əl ilə təyin etmək lazım olardı. İşləri asanlaşdırmaq üçün kompüterin mac ünvanını yönlendiricidə qurun ki, ona avtomatik olaraq göstərilən IP ünvanı verilsin.

Router kabel modem növüdür (ADSL yönləndiricisi deyil). Bu, kameraları saxlayır, həm də proqram yeniləmələrini əldə etmək üçün İnternetə qoşulmalarına imkan verir. Routerin DHCP aralığının 192.168.10.1 - 192.168.10.255 aralığında IP ünvanlarını təyin etməsi üçün standartdan dəyişdirilməlidir.

Müştərilər onlayn olduqda, əlaqə mesajları terminal pəncərəsində və brauzer pəncərəsində görünür.

Müştərilər əlaqə qurduqda, başlıqdakı 'Şəkil çək' düyməsini istifadə edərək fotoşəkil çəkmə prosesinə başlayır və 30 saniyə ərzində bütün şəkilləri yenidən kompüterə göndərməlidirlər. Bunlar brauzerdə göstərilir və 3dCameraServer qovluğunu axtararaq quraşdırma qovluğunda saxlanılır.

GitHub-dan alınan kod, 3DScanner adı ilə bir wifi şəbəkəsinə qoşulmağa çalışacaq əvvəlcədən hazırlanmış bir görüntü ehtiva edir. Bunun üçün parol: poppykalayana.

Addım 3: Lazer Kəsmə və 3D Çap

Raspberry Pi Kassalarının Lazerlə Kəsilməsi

Aşağıdakı faylları endirdik və kəsdik:

5 mm tək divarlı büzməli kartondan istifadə olunan 27 x Pi Kassa. Lazerin altında yanma ehtimalı yüksək olduğu üçün ikiqat divarlı kartondan istifadə etmirik.

3D Çap Boru Bağlayıcıları

Aşağıdakı faylları 3D olaraq çap etdik: 8 x Cross Joint4 x T Junction

və lazım olduqda kəlbətin və zımpara ilə dəstək materialını çıxardın.

Bir damın uzadılması üçün irəli planlama

Bu məlumat işləyən skanerin ən əsas versiyası üçündür. Paltar istehsalçılarını kukla etmək və ya 3D çap etmək üçün uyğun bir model istehsal edir (Autodesk Remake ™ proqramı boşluğun olduğu yerdə başın tacını doldurur). Əlavə təbəqələrdəki və ya dam barmaqlıqlarında olan üst kameralar, bütün bədənin taranmasına imkan verər, beləliklə skaneri təkmilləşdirməyi asanlaşdırar, dik dirəklərin üst təbəqəsinin yerində çarpaz birləşmələr və uc qapaqları olan qısa uzatma dirəkləri vardır. Dam dirəklərini bağlamaq üçün 3D konnektorlar digər birləşmələrlə birlikdə yüklənə bilər. Chuck Sommerville, yuxarıdakı dirəklərə qoşulmaq üçün ölçüsünü dəyişə biləcək 6 guşəli ulduz yaratdı.

Addım 4: Raspberry Pis -ə qoşulmaq və test etmək

Bu addımı atmaq üçün marşrutlaşdırıcının işə salınması və internetə qoşulması lazımdır.

Kompüteri Serverə Bağlamaq

Kompüteri 3DCamera Açıq Terminal adlı Wi -Fi -ya qoşun İstər -istəməz 3Dcamera yazın və Enter düyməsini basın. Növbəti istəkdə, 3Dcamera-start yazın və sonra Daxil edin Veb Brauzeri Aç və idarəetmə panelini açmaq üçün ünvan çubuğuna https:// localhost: 8080/yazın.

Raspberry Pis testi

Kamera Kabelindən istifadə edərək, Kameranı Raspberry Pi -yə qoşun. Bir Raspberry Pi -ni mikro USB qurğusundan istifadə edərək 5V güc mənbəyinə (məsələn, kompüterə) qoşun Bir neçə dəqiqədən sonra Raspberry Pi sistemə qoşulmalı və avtomatik olaraq təyin edilmiş Marvel xarakter adı ilə tablosuna çıxmalıdır. Raspberry Pi -nin işlədiyini yoxlayın. Tablosundakı Status sütunu, fotoşəkil çəkərkən və göndərərkən göstərməlidir və sonra fotoşəkil panelinin yuxarı hissəsində görünməlidir. İşləmirsə, kameranın düzgün bağlandığını və Pi -də yaşıl işıq yandığını yoxlayın və yenidən cəhd edin.

Şəkillər avtomatik olaraq əvvəlki bir addımda qurulan 3dCameraServer qovluğunun içərisində olan 'Şəkillər' adlı qovluqda saxlanılır.

Raspberry Pi Kassalarının yığılması

5 təbəqə karton Pi qabını bir -birinə yapışdırdıq, Raspberry Pi -ni 2 -ci təbəqəyə daxil etdik, kameranı 4 -cü təbəqədə tutduğumuz 3 -cü qatdakı yerə qatladıq və linzanı 5 -ci təbəqədə itələdik. bütün kameralar.

Raspberry Pis etiketlənməsi

Tablosundan hər bir Pi üçün təyin olunan Marvel xarakter adını mətn sahəsinə bir rəqəm yazaraq Enter düyməsini basaraq əvəz etdik.

Problemi həll etmək üçün hər Pi -nin vəziyyətinə nömrəni yazmaq faydalıdır.

Hər bir Raspberry Pi üçün fərqli bir nömrə təyin etmək üçün bu prosesi təkrarlayın

Addım 5: Quruluşu və Elektrik Dövrəsini Hazırlayın

Hazırlıq

Karton borular aşağıdakı uzunluqlarda kəsilmiş və hazırlanmışdır:

Diklərin əsası üçün 6 x 80 sm borular, bir ucundan 2 sm yuxarı 1,2 sm çuxur

Diklərin ortası üçün 6 x 40 sm borular

Diklərin üstü üçün 6 x 10 sm borular, bir ucunda qapaqlar

Üfüqi çubuklar üçün 10 x 125 sm borular, ortasında 0,5 sm çuxur var

Raspberry Pis və batareyaların gedəcəyi Velcro ilə dik durmaq üçün 2 x 125 sm borular

Kablolama

Xəbərdarlıq: Zəhmət olmasa, elektrik enerjisini sınamayın, əgər buna layiq deyilsinizsə. Kablolama ilə bağlı bütün təfərrüatları vermirik, çünki onlar bunu necə etdiyimizə bir nümunə olaraq hazırlanmışdır, nəinki təlimat olaraq. Səhvlər moruq pi yandıra bilər, yanğına səbəb ola bilər və ya kimisə elektrik cərəyanına vura bilər!

İpucu: Bir -birimizi zəncirlə bağladığımız zaman xəttin ən ucundakı kameraların işləmədiyini gördük, buna görə hər birindən gələn 4 x 5V tənzimləyicisi olan 12V enerji təchizatından 3 ayrı dövrə 3 qoruyucu bağladıq. Bunların hər biri 3 ədəd moruq pi sıfırına qədər güc verə bilər. Bu o deməkdir ki, kameralar üçün 6 aparat bağlamaq qabiliyyətinə malik hər bir dirəyə qədər işləyən 2 elektrik kabelimiz var idi. Baş və çiyinlər üçün cəmi 4 -ə ehtiyacımız var, amma başqa məqsədlər üçün daha çox kamera əlavə etmək üçün əlavə tutumun olması faydalıdır.

Böyük USB -ni 22 USB kabelinin ucundan kəsdik və 6 -nı təxminən 30 sm -ə qədər qısaltdıq. Sonra, heç bir məlumat telinə məhəl qoymadan, elektrik və torpaq tellərinin ucuna ferullar bağladıq.

Qısa ipləri götürərək, telin alt ucundan çıxana qədər 12 x 3D çaplı konnektorların hər birinə bir cüt yüksük vurduq.

Eyni texnikanı, hər bir üfüqi çubuğun ortasındakı çuxurdan borunun ucunda görünənə qədər daha uzun iplərlə istifadə etdik.

Baza hazırlanması və naqillərin çəkilməsi

Hər birinin ortasında 3,2 sm olan birdəfəlik 8 pivə fıçılarının qapaqlarının ortasındakı çuxura uyğun olaraq 16 üzük kəsdik. Bölgəmizdəki publar bu fıçıları verməkdən məmnundurlar və dəyirmi hissəsi layihələr üçün faydalıdır. Qapaqlar ümumiyyətlə atılır, lakin çox sabit dayaqlar düzəldirlər.

Bir pivə fıçı qapağının ortasında vida hissəsinin yuxarı və aşağı hissəsinə isti bir halqa yapışdırdıq və ikinci qapaqla təkrarladıq. Sonra hər birində 125 sm dirək dayandıq və hər dirəyin başına Velcro® ilə bir kamera bağladıq

və 40 sm aşağıda. Hər bir kameraya bir USB batareya paketi bağladıq və qurğunun çatdığı yerə Velcro® ilə dirəyi bağladıq.

Əsas Yazılar

Digər 6 qapaq üçün hər biri üçün 2 ədəd kontrplak üzük götürdük və bütün komponentlərin üstündə və altına isti şəkildə yapışdırdıq. Hər birinin halqaları arasındakı boşluqda 2 x 5V tənzimləyicilər, 2 x 80 sm kabel bağladığımız kabellər və onların bağlayıcıları vardı və hər iki kabeli 1,2 sm -lik çuxurdan və borudan yuxarı qaldırdıq. Bütün komponentlər, mərkəzdə ayağa qalxdığımız bir baza dirəyinin ətrafına möhkəm oturdu.

Yəqin ki, daha yaxşı rənglənmiş görünürlər!

Addım 6: Strukturu və Elektrik Dövrünü Qurun

Altıbucağın 5 tərəfini işarələmək üçün zəmində yatay borulardan 5 -i düzəldik və hər qovşaqda dayaq dirəyi dayandıq.

Ardından, karton boruları 3D çaplı bağlayıcılara bağlayaraq, çıxan telləri bərkidilmiş dirəklərdən dirəklərdən baza dirəklərinə doğru keçirərək və hər bir dayağın yuxarı hissəsindəki qolu tel bağlayıcılarını bağlamadan əvvəl kameralar üçün çərçivə yaratdıq. çərçivənin bölmələri yerində.

Sonra, kameraları hər bir üfüqi çubuğun yarısında mikro USB -lərə bağladıq. Karton Pi Çantası, USB -nin qismən içəridə gizlənəcəyi və USB -nin digər hissəsinin karton boruya bir az itələyəcəyi şəkildə hazırlanmışdır, buna görə də kamera dirəyin üstündə dayanır. USB onu yerində saxlayır.

Kameraları yerində tutmaq üçün öz-özünə yapışan Velcro istifadə edərək kameraları künc qovşaqlarındakı USB kabellərinə bağladıq.

Sonra sərbəst duran dik kamera dirəklərini açılışın arasına bərabər məsafədə yerləşdirdik.

Nəhayət, kameraların hamısının mərkəzə yönəldildiyinə əmin olduq.

İşi dayandırmaq üçün bir ehtiyat kamera var.

Addım 7: Foto çəkin

Skanerdən istifadə etmək üçün çərçivənin içərisində, ortasında durun və ya oturun.

Birindən tablosundakı 'Foto çək' düyməsini basmasını istəyin. Bütün fotoşəkillər eyni anda çəkilməlidir, ancaq siqnal wifi üzərindən göndərildiyi üçün bəzən bir və ya bir neçəsi bir qədər gecikir. Bütün fotoşəkillər göndərilənə qədər bir neçə saniyə sakit durun.

Şəkillər 3DCameraServer qovluğundakı şəkillər qovluğunda saxlanılacaq

Yaxşı fotoşəkillər çəkmək üçün bu videoya baxın

Addım 8: Şəkilləri 3D Modelə İşləyin

Aşağıdakı təlimatlar Autodesk Remake ™ (versiya 17.25.31) üçündür. Freemium məhsuludur, amma pulsuz rejimi kifayət qədər tapdım. İşdə daha çox şəkil tikmə proqramının siyahısı.

Ayarlamaq

Autodesk® hesabı yaradın

Autodesk Remake ™ proqramını kompüterə quraşdırın

Şəkilləri 3D Modelə çevirmək

Bir USB çubuq istifadə edərək və ya fotoşəkilləri Autodesk® hesab giriş məlumatlarınızdan istifadə edərək A360 Sürücü adlı Autodesk® bulud anbarına yükləyərək Mac kompüterindən PC -yə köçürün.

Autodesk Remake ™ açın

3D yarat altında kamera düyməsini basın

Görünən açılan ekranda "Çevrimiçi" düyməsini basın (oflayn rejimdə işləmək üçün minimum tələblərə cavab verən güclü bir kompüteriniz yoxdursa).

Növbəti açılan ekranda, fotoşəkilləri USB vasitəsilə PC -yə köçürmüsünüzsə və ya şəkilləri yükləmisinizsə A360 Sürücü düyməsini basın.

Şəkilləri seçin və sonra Aç düyməsini basın

Bütün fotoşəkillər ekranda görünəndə Model Yarat düyməsini basın

Görünən Seçimlər menyusunda mətn qutusuna bir ad yazın. Keyfiyyət seçin: Standart, Avtomatik Kəsmə: Qapalı və Ağıllı Doku: Qapalı (və ya bu parametrlərlə oynayın)

İşlənilir

Ekran Remake ™ tablosuna qayıdacaq və My Cloud Drive altında modelinizin gedişatını göstərən bir qutu olacaq. Təcrübəmizdə işlənmə təxminən 10 dəqiqə çəkir, amma cavab verməyi dayandırmış kimi görünə bilər, çünki faiz artımını dayandıracaq, sonra bir müddət sonra sayı birdən artacaq. İşlənmə başa çatdıqda Autodesk® -dən bir e -poçt alacaqsınız.

Qutuda Yükləməyə Hazır yazıldığında, siçanızı qutunun üzərinə gətirin və mavi yükləmə oxu görünəcək. Mavi oxu vurun və modeli harada saxlayacağınızı seçin.

Model daha sonra yüklənəcək və Remake® tablosunun Mənim Kompüterim bölməsində görünəcək. Açmaq üçün üzərinə vurun.

Sonrakı emal

Bədən modelinizi tapmaq üçün ekranın altındakı naviqasiya vasitələrindən istifadə edin.

Modelin istənməyən hissələrini silmək üçün seçim vasitələrindən istifadə edərək hissələri seçin və Sil düyməsini basın.

Parçaları sildikcə modelin altındakı mavi dairə kiçiləcək. Dairə modeli əhatə edəcək bir dairədən daha böyükdürsə, bu, hələ də silinəcək hissələrin qalması deməkdir.

Model alt -üst olarsa, ekranın sol tərəfindəki Model Ayarları sekmesine gedin və Səhnəni Dik Ayarla altındakı parametrləri izləyin.

Modeliniz üçün düz bir səth düzəltmək üçün Edit - Dilim və Doldur bölməsinə keçin

Delikləri və təmiri yoxlamaq üçün Analiz et sekmesine keçin və Model Problemlərini Algıla və Düzəldin düyməsini basın

Qənaət olunur

Modeli saxlamaq üçün Export - Export Model -ə gedin.

Modelinizin fırlandığı bir video yaratmaq üçün İxrac - Videonu İxrac et -ə gedin.