Подключение Pi камеры к принт-серверу OctoPrint на Raspberry Pi

Добавлено в закладки: 1

Для оптимального удалённого управления 3D принтером всё-таки нужна визуальная информация изготовления детали. То есть нужно видеть в каком состоянии процесс изготовления. Возможно его нужно прервать для сокращения потерь материала, если всё пошло не так как планировалось. Для этого достаточно онлайн видео процесса, возможно даже с невысокой скоростью обновления кадров.

У меня уже работает принт-сервер OctoPrint на Raspberry Pi 2 и есть возможность управлять принтером на расстоянии. Теперь я добавляю камеру. Выбор пал на недорогую Pi камеру. Ссылка на АлиЭкспресс. Также напишу про настройки для обычной USB веб камеры.

 

Она не занимает USB порт и имеет отличное разрешение 5 МП.

Также на неё можно установить линзы от фотокамер мобильных телефонов.

А можно и от зеркальных камер 

А уж как линзу примонтировать к камере не нам 3D печатникам рассказывать. Тут главное чтобы нужный объект был в фокусе.

Шлейф можно подобрать любой разумной длины. Ссылка на АлиЭкспресс. Ссылка на Ebay.

 

Основные технические характеристики Pi камеры

• Сенсор Omnivision 5647 с фиксированным фокусом
• 5 мегапикселей
• Максимальное разрешение 2592 ? 1944 точек
• 1080p – 30 кадров в секунду
• 720p – 60 кадров в секунду
• 640 x 480p – 60/90 кадров в секунду
• Углы обзора 54 ? 41 градус. Эквивалент 35мм на полном кадре
• Изображение в фокусе с 60 см и далее
• Шлейф длиной 150 мм
• Вес 2,4г (3,4г со шлейфом)

 

Подключение и настройка

Камера должна работать сразу. Но если не работает – заходим через SSH клиент в raspi-config и подключаем (проверяем подключение) модуль работы с камерами

Команда проверки поддержки подключенной камеры

vcgencmd get_camera

Выводит простую и понятную строку информации

supported=1 detected=1

Видео смотрим по адресу http://IP адрес ОктоПринта в сети/webcam/?action=stream

Статичные кадры доступны по адресу http://IP адрес ОктоПринта в сети/webcam/?action=snapshot

 

Как изменить параметры камеры?

Параметры задаются в файле /boot/octopi.txt

Здесь есть три строки, в которых можно менять параметры. Одновременно используются только две строки, в зависимости от подключенной камеры: USB или Pi камеры.

#camera=”auto” – Эту строку можно не трогать

auto – ищет сначала USB камеру, если не находит ищет Pi камеру

usb – ищет только USB камеру

raspi – ищет только Pi камеру

#camera_usb_options=”-r 640×480 -f 10″ – Настройки для USB камеры

–r <разрешение>: Например -r 640×480 для 640×480 пикселей

-f <частота кадров>: Частота кадров в секунду, например -f 10 для 10 кадров в секунду

-q <качество>: Установка качества JPG сжатия кадров, например -q 85 для 85%

-y: Установить если камера не поддерживает MJPG сжатие, картинка будет захвачена в YUVY (намного сильнее нагружает процессор)

#camera_raspi_options=”-fps 10″ – Настройки для Pi камеры

Здесь настроек очень много (как у фоткамеры) все можно изучить по этой ссылке. Рассмотрим основные

-fps или –framerate: Частота кадров в секунду. Без параметра будет 1 кадр/сек

-x или –width: Ширина захватываемого кадра, по умолчанию 640

-y или –height: Высота захватываемого кадра, по умолчанию 480

-quality: Установить качество JPEG сжатия (0 to 100), по умолчанию 85

-sh: Добавить-убрать резкость картинки (-100 to 100)

-co: Установить контраст (-100 to 100)

-br: Установить яркость (0 to 100)

-ev: Компенсация экспозиции (темнее-светлее)

-hf: Развернуть по горизонтали

-vf: Развернуть по вертикали

-ex sports: Режим Спорт для предотвращения смазывания движущихся объектов

Также можно настроить режим экспозиции, баланс белого, пятно оценки экспозиции и различные спеэффекты.

Для того чтобы параметры начали работать нужно убрать символ # в начале строки и перезагрузить OctoPrint. Файл /boot/octopi.txt доступен для редактирования на microSD карте, но я буду менять через SSH клиент PuTTy:

sudo nano /boot/octopi.txt

Хочу смотреть на картинку в максимальном разрешении 2592 ? 1944 с хорошей резкостью и т.д.

camera_raspi_options=”-fps 1 -x 2592 -y 1944 -sh 25 -ex sports -vf”

 

Управляем видеопотоком

Теперь хочу отключить автовключение видеопотока при загрузке, чтобы лишний раз не греть процессор Raspberry Pi, а включение сделать через меню OctoPrint

Отключаю видеопоток в файле /etc/init.d/octoprint

sudo nano /etc/init.d/octoprint

Вставляем sudo service webcamd stop в 77 строку перед RETVAL=»$?»

 

Создаём меню в ~/.octoprint/config.yaml

nano ~/.octoprint/config.yaml

Вставляем строки после system: actions:

– action: video on

command: sudo service webcamd start

confirm: false

name: Включить камеру

– action: video off

command: sudo service webcamd stop

confirm: false

name: Отключить камеру

 

Перезагружаем Raspberry Pi

 

Уменьшение минимальной дистанции фокусировки

У Pi камеры, как и у большинства веб камер минимальная дистанция фокусировки около 60 см. Я хочу её снизить до 20 см, чтобы камеру расположить как можно ближе к столу принтера. Для этого я собрал коллекцию различных линз и протестировал их на разрешении 640×480.

Тестовый стенд

 

Вот результаты:

Без линзы

Macro линза

Wide 0,67

Macro + Wide 0,67

FishEye

B&W CloseUp +2

Годными оказались Wide 0,67 + Macro и B&W CloseUp +2. При этом B&W CloseUp +2 минимально искажает картинку и имеет хорошую резкость. Думаю можно ставить и CloseUp +4.

Вот кадр с настройками camera_raspi_options=”-fps 1 -x 2592 -y 1944 -sh 25 -ex sports -vf” и линзой B&W CloseUp +2. Расстояние от камеры до модели 20 см. Полный размер откроется по щелчку на фотографии. Мне кажется качество картинки достаточное для мониторинга и оценки состояния печати.

 

Выводы

• Pi камера и вебкамера Logitech безо всяческих “бубнов” заработали на Raspberry Pi 2 с установленным принт-сервером OctoPrint.
• Для качественной фокусировки на маленькой дистанции нужна CloseUp линза.
• У USB камеры ниже разрешение, длинный провод.
• У Pi камеры неудобный шлейф, мелкие размеры и отличное разрешение с кучей настроек. Удобно монтировать.

 

Обсуждение на форуме принт-сервера OctoPrint на Raspberry Pi.