H.264 वैक्टर के साथ एक फ्रेम में FPV नियंत्रण और निगरानी गति के लिए रास्पबेरी पाई का उपयोग करने के विषय नए नहीं हैं। विकास मूल होने का दिखावा नहीं करता है, और अपेक्षाकृत कम समय उस पर खर्च किया गया था (जुलाई से सप्ताहांत पर, कभी-कभी।)।

लेकिन शायद मेरा अनुभव (और स्रोत) किसी के लिए उपयोगी होगा।

अपार्टमेंट में वीडियो निगरानी करने की आवश्यकता के बारे में एक पड़ोसी ने कहा कि किसी ने दरवाजे के ताला में प्रलाप किया था।

पहली चीज जिसे व्हिप किया गया था वह रास्पबेरी पाई शून्य पर एक कैमरा v1.3 के साथ प्रसिद्ध गति कार्यक्रम की स्थापना थी। सिद्धांत रूप में, यह समस्या को हल करता है। यदि आप मेल और एफपीएस = 4-5 के माध्यम से अधिसूचना से संतुष्ट हैं।

लेकिन यह दिलचस्प नहीं लगा। हाथ में पहियों के साथ एक मंच था और पुराने प्रयोगों से और पुराने लैपटॉप से ​​18650 बैटरी थी।

परिणाम मोबाइल वीडियो निगरानी और गति का पता लगाने का एक मजेदार मिश्रण है।
चूंकि मेरे पास एक VPS किराए पर है, इसलिए बाहर से (नैट के पीछे होम नेटवर्क) तक पहुंचने में कोई समस्या नहीं थी। बैटरी जीवन लगभग 4 दिन है यदि आप सवारी और हेडलाइट का दुरुपयोग नहीं करते हैं।

आप अपार्टमेंट के चारों ओर सवारी कर सकते हैं, दूरस्थ रूप से कैमरे और प्लेटफ़ॉर्म दोनों को नियंत्रित कर सकते हैं और इसे किसी भी वांछित स्थान पर मोशन डिटेक्शन मोड में छोड़ सकते हैं।

हार्डवेयर

सभी हार्डवेयर को दो भागों में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से पहला दूसरे पर निर्भर नहीं करता है और अलग से उपयोग किया जा सकता है:

वीडियो निगरानी मॉड्यूल

• रास्पबेरी पाई शून्य
• USB वाईफ़ाई डोंगल
• रास्पबेरी पाई कैमरा v1.3
• 2x स्टेपर मोटर्स 28BYJ-48 + ULN2003 ड्राइवर

मोबाइल प्लेटफॉर्म को रसभरी से एसपीआई द्वारा प्रबंधित किया गया

• 4S 16x18650 Li-ion + 4S 30A Li-आयन 18650 (BMS) बोर्ड + DC-DC चार्जिंग के साथ करंट और वोल्टेज स्थिरीकरण
• dc-dc step down कनवर्टर (15v -> 5v)।
• stm32f103c8t6 बोर्ड
• 4x गियर मोटर्स + L298N बोर्ड
• 12v एलईडी लैंप (हेडलाइट) + IRF3205 पर नियंत्रण (+ smd pnp और npn)

रास्पबियन छवि को केवल मोड में पढ़ा गया है। इस तरह के एक विन्यास में, रसभरी आसानी से अप्रत्याशित बिजली बंद हो जाती है क्योंकि वे रिकॉर्डिंग के लिए एसडी कार्ड का उपयोग नहीं करते हैं।

सॉफ्टवेयर

सॉफ्टवेयर में 3 अलग-अलग घटक होते हैं।

Android ऐप (LG6 Oreo और पुराने Samsung S5 लॉलीपॉप पर परीक्षण किया गया)

FPV मोड

• निर्दिष्ट रिज़ॉल्यूशन और बिटरेट में कैमरे से H.264 वीडियो स्ट्रीम प्रदर्शित करें
• कैमरा और प्लेटफॉर्म नियंत्रित करता है
• स्ट्रीम से वीडियो और तस्वीरें रिकॉर्ड करें।

Android सेवा मोड

• मेजबान मतदान (निर्दिष्ट आवृत्ति के साथ)
• घटना द्वारा फ्रेम में "आंदोलन" की घटना फोटो लोड हो रहा है।

रास्पबेरी पाई मेजबान अजगर पर (पिकमेरा + स्पाइदेव + आरपी.जीपीआईओ)

FPV मोड

• प्रसारण H.264 स्ट्रीम (Android एप्लिकेशन द्वारा निर्दिष्ट मापदंडों के साथ)
• स्टेपर मोटर्स और उनके प्रबंधन के लिए नियंत्रण आदेशों का स्वागत।
• SPI के माध्यम से प्रसारण नियंत्रण आदेश (यदि मोड सक्षम है)

फ़्रेम में ट्रैकिंग मोड आंदोलन।

• फ्रेम में मोशन डिटेक्शन (Android एप्लिकेशन द्वारा निर्दिष्ट मापदंडों के अनुसार)
• अनुरोधों का रिसेप्शन "और क्या फ्रेम में गति है" और अनुरोध पर फ़ोटो अपलोड करना है
• फ्रेम में आंदोलनों के मेजबान (आवेदन की परवाह किए बिना) फोटो के लिए भेजा जा रहा है।

Stm32f103 पर सबसे सरल फर्मवेयर

• SPI कमांड प्राप्त करें
• पहियों और PWM मोटर्स के रोटेशन की दिशा को नियंत्रित करें।
• हेडलाइट नियंत्रण।

मोशन ट्रैकिंग

H.264 वैक्टर पर नज़र रखना बहुत मूडी है और झूठी सकारात्मकता की संभावना है। नेटवर्क पर H.264 के लिए बहुत कम गति का पता लगाने वाले कार्यान्वयन हैं। मैंने उन सभी की कोशिश की।

सबसे आदिम विकल्प उन वैक्टर की संख्या की गणना करना है जिनकी लंबाई एक निश्चित सीमा मूल्य से अधिक है। और अगर कोई वैक्टर थ्रेशोल्ड से अधिक है, तो यह एक संकेत है कि फ्रेम में आंदोलन है।

अफसोस। यह विकल्प केवल सिद्धांत को प्रदर्शित करने के लिए उपयुक्त है। बहुत सारे झूठे सकारात्मक हैं। विशेष रूप से समान रंग और बनावट की सतहों पर।

अन्य सभी विकल्प या तो बहुत अधिक झूठी सकारात्मकता देते हैं, या बस प्रदर्शन मानदंड को पूरा नहीं करते हैं: "फ्रेम समय के भीतर संसाधित किया जाना चाहिए"।

नतीजतन, मैंने अपना विकल्प चुना। हालांकि यह व्यावहारिक रूप से गलत सकारात्मकता नहीं देता है, इसके लिए कई फ्रेम में एक पंक्ति में आंदोलन की आवश्यकता होती है। लेकिन यह बेहतर है कि कैमरे के "निर्णय" द्वारा फ्रेम में अतुलनीय "आंदोलनों" के कारण रोशनी में बदलाव या सामान्य रूप से दिन में कई बार झूठे अलार्म की तुलना में बेहतर होता है। एमवी एच .264 के लिए विश्वसनीय पहचान एल्गोरिदम का विषय आम तौर पर एक अलग और जटिल विषय है। व्यावहारिक डीबगिंग के लिए एल्गोरिदम को बहुत समय की आवश्यकता होती है और मेरे पास रनटाइम पर सख्त सीमाएं हैं।

गति वैक्टर (स्नैपशॉट उपयोगिता मोड) का उदाहरण:





"फ्रेम में आंदोलन" की घटनाओं पर, सूचनाएं उत्पन्न होती हैं।



सिद्धांत रूप में, मेरे उद्देश्यों के लिए यह ट्रिगर करने के लिए काफी गारंटीकृत निकला जब मानव आकृति (> फ्रेम का 15%) कम से कम 2 सेकंड के लिए आगे बढ़ रहा है। संवेदनशीलता के इस तरह के मोटे होने के साथ, मैंने बस झूठी सकारात्मकता को नहीं देखा।

मोशन कंट्रोल।

प्लेटफ़ॉर्म प्रबंधन "ट्रैक्टर द्वारा।" यानी पीडब्लूएम नियंत्रण और बाईं और दाईं ओर के रोटेशन की दिशा। नियंत्रण तत्व (स्ट्रिप्स) दोनों हाथों के अंगूठे के नीचे। यह मेरे लिए सबसे स्वाभाविक निकला।



कैमरा नियंत्रण - दो स्ट्रिप्स जो स्पर्श एक निश्चित कोण (पट्टी के केंद्र से दूर - कोण जितना अधिक होता है) को घुमाने के लिए एक कमांड देता है। मोटर्स के लिए निरंतर नियंत्रण असुविधाजनक था (फिर से मेरे लिए व्यक्तिपरक)।

लैग्स एफपीवी

वीडियो लैग अपेक्षाकृत छोटे थे (<1 सेकंड)।

0.6 सेकंड में 100% पीडब्लूएम अंतराल के लिए 3-4 किमी / घंटा की अधिकतम गति के साथ एक पहिया प्लेटफॉर्म को नियंत्रित करने के लिए - यह काफी सामान्य है और लगभग ध्यान नहीं दिया गया है।

हालांकि, यह मुझे लगता है कि 0.3 सेकंड के अंतराल के लिए भी, उदाहरण के लिए, एक क्वाड्रोकॉप्टर बहुत कुछ है।

परीक्षणों से पता चला है कि रेपिड के माध्यम से समान H.264 स्ट्रीम के आउटपुट की तुलना में, अजगर में अनुवाद के कार्यान्वयन में लगभग 50-70ms की कमी होती है। मेरे लिए, ये 70ms महत्वपूर्ण नहीं हैं। लेकिन अगर किसी को अधिकतम निचोड़ना है, तो उसे इसे ध्यान में रखना चाहिए।

जब "स्थानीय वाईफाई" (एक्सेस प्वाइंट के रूप में फोन) के माध्यम से काम करते हैं, तो अंतराल 350..600ms है। लेकिन इस श्रेणी में 0.6 सेकंड से अधिक और स्थिर नहीं है। हालांकि, खुले क्षेत्रों में 50-70 मीटर - यह सिर्फ चारों ओर खेलने के लिए है। और अधिक दूरी पर, फोन से वाईफाई काम नहीं करता है।
यह ध्यान देने योग्य है कि यह अपार्टमेंट इमारतों के बहुत "आरएफ शोर" वातावरण में है, जिसमें कई वाईफाई नेटवर्क हैं।



मैं विन्यास में परिणाम से आश्चर्यचकित था "वाईफाई राउटर -> मुड़ जोड़ी प्रदाता -> वीपीएस -> फोन पर एमटीसी 4 जी" एसएसपी पोर्ट के माध्यम से रास्पबेरी से वीपीएस तक।
एक विशिष्ट अंतराल स्थानीय वाईफाई (!) की तुलना में थोड़ा बेहतर निकला।
यहां तक ​​कि एक कार में या एक बड़े अंतराल हाइपरमार्केट के पास जाने पर केवल 300ms है।

हालांकि, कभी-कभी (काफी कम और अप्रत्याशित रूप से), अंतराल कई सेकंड तक हो गया। रेककन मदद करता है। शायद, ये श्रृंखला में 4 जी / एमटीएस / प्रदाताओं की कुछ विशेषताएं हैं, आदि।



सब कुछ काम करने के बाद, दोनों दिशाओं में ध्वनि चैनल को जोड़ने की इच्छा थी। तकनीकी रूप से, यह संभव है और बहुत कठिन भी नहीं है। लेकिन मैं एक टांका लगाने वाले लोहे से भरा हुआ महसूस नहीं करता।

यदि यह "अतिरिक्त" रासबेरी पी के लिए नहीं था, तो वीडियो निगरानी और प्लेटफ़ॉर्म प्रबंधन के लिए एक होस्ट के रूप में पुराने फोन का उपयोग करना आसान होगा। एक पुराने फोन पर रसभरी का एकमात्र लाभ कम वजन है। और, शायद, कम बिजली की खपत (तुलना नहीं)।

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