Raspberry Pi Kameralar Kullanan 3D Vücut Tarayıcı: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu 3B tarayıcı, dijital teknolojiyi topluluk grupları için uygun maliyetli hale getirme amacıyla BuildBrighton Makerspace'de ortak bir projedir. Tarayıcılar, moda endüstrisinde, giysi tasarımını özelleştirmek için, oyun endüstrisinde sanal gerçeklik için ve spor salonlarında sağlığı izlemek için kullanılıyor. Üretim araçlarına erişim sağlayan makerspace'lerde de mevcutlarsa, sosyal inovasyon için daha fazla potansiyel olabilir.

Giysi tasarlamama yardım etmesi için tarayıcıyı kullanacağım. Başlangıç olarak, ücretsiz bir yazılım kullanarak modelimi dilimledim ve lazerle tam kişisel vücut şeklim olan kartondan bir terzi mankeni kestim. Ardından, onları yapmaya karar vermeden önce, sanal gerçeklikteki bir 3D modelde kıyafetlerin nasıl göründüğünü görmeyi planlıyorum.

Santander, Brighton Üniversitesi Dijital Ödülü olarak tarayıcıyı inşa etmem için bana 1000 £ hibe verdi. Farklı seçeneklerin prototipini oluşturmak için bundan daha fazlasını harcadık, ancak tasarım özetimizin bir parçası olarak, son versiyonun bu bütçe dahilinde kopyalanabilmesini sağladık. Bu fiyata, diğer topluluk grupları benzer bir şey inşa etmek için fon toplayabilir.

Lütfen dikkat: Bu proje şebeke elektriğini kullanır ve kablolama bilgisi gerektirir, bu nedenle güvenlik açısından, tarayıcıyı oluşturmayla ilgili bölümler kopyalama yerine referans olması amaçlanan bir ayrıntı düzeyiyle ne yaptığımızı gösterir ve kodlama ve tarayıcının kullanımıyla ilgili bölümler. tarayıcı 'Nasıl yapılır' kılavuzları olarak yazılmıştır. Bu devam eden bir proje, bu yüzden yakında bir pil versiyonu için tam planlar sunabilmeyi umuyorum. Web siteme göz atın veya daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız benimle iletişime geçin.

Çevresel nedenlerle, yapı için 3D baskılı konektörler ve karton tüpler için PLA'yı seçtik. Parçalar tam olarak uymazsa kartonu yeniden şekillendirmek kolaydır, bu nedenle harika bir prototipleme aracıdır ve 3 mm kalınlığında tüpler güçlü ve serttir.

Bu ortak proje üzerinde çalışmak harikaydı. Kodu yazdığı için Arthur Guy'a ve Çarşamba akşamları gelip yardım eden ya da ne zaman ihtiyaç duyulursa ortaya çıkan BuildBrighton'ın diğer üyelerine teşekkürler.

Bu proje için Malzemeler şunlardı:

27 Ahududu Pi Sıfır W

27 Raspberry Pi kamera modülü

27 Raspberry Pi sıfır kamera kablosu

27 USB'den Mikro USB'ye kablolar

20 Karton tüp 125cm uzunluğunda x 32mm çapında, 29mm çapında çekirdekli

8 Tüpler için uç kapakları

PLA 3D baskı filamenti

Tek kullanımlık bira fıçılarından 8 kapak

2 x A3 levha 3mm lazer kalitesinde huş kontrplak

230v-12v Güç dönüştürücü (çünkü İngiltere'de şebeke gücü 230v'dir)

12 CRT 5v güç regülatörü

3 x 30 Amper bıçaklı sigortalar ve tutucular

Elektrik kablosu

2, 3 ve 5 kollu kablo konektörü içeren bir kutu

50 Yüksük

Kablo modem yönlendirici

Ethernet kablosu

27 SD kart (16GB)

5mm Tek cidarlı oluklu mukavva

2m Kendinden yapışkanlı Velcro®

4 x USB pil paketi

Kullandığımız araçlar şunlardı:

Apple® bilgisayar (kamera sunucusu yazılımı Apple® işletim sistemi için yazılmıştır, ancak Linux üzerinde de çalışabilir)

PC bilgisayarı, çünkü Autodesk Remake™ bu projenin ortasında Mac kullanıcıları için destek sağlamayı bıraktı

İnternet (kablolu ve kablosuz)

Autodesk Remake™'in ücretsiz sürümü

3 boyutlu yazıcı

Lazer kesici

yüksük kıvırıcı

Kablo kesici

Doğrama testeresi ve şerit testere

Zımpara makinesi

Adım 1: Ahududu Pisinin Kodlanması

Bu adım, Raspberry Pi ile biraz kodlama bilgisi gerektirir.

Her Raspberry Pi'ye Raspbian işletim sisteminin Lite sürümünü kurun ve kamerayı ve SSH'yi etkinleştirin.

Yazılım, nodejs, Raspbian'a önceden yüklenmiştir, ancak güncel olmayan bir sürüm olabilir.

Aşağıdaki komutlar onu yükseltecektir. Not: ikinci kod satırındaki köprü Instructables® tarafından otomatik olarak kısaltılmıştır. Kodu kopyalamak için tam bağlantı, üzerine tıklayarak bulunabilir.

v7 düğümüne yükseltme

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 yeniden başlatma # Tidy up cd ~ rm node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz.gz rm -r node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz # NPM'yi güncelle sudo npm install -g npm

Nodejs yüklendikten sonra, istemci yazılımı için dosyaları yükleyin:

cd ~git klonu

Ardından, aşağıdaki komutları kullanarak yazılımı yükleyin:

cd 3dKamera

npm kurulumu

Aşağıdaki komutu kullanarak yazılımı çalıştırarak test edin:

düğüm uygulaması.js

Yazılımın çalışır durumda tutulması

Yazılımı başlatmak ve çalışır durumda tutmak 'denetçi'nin işidir. Bu program, kamera yazılımının her zaman çalışmasını ve aşağıdaki komut kullanılarak yüklenmesini sağlar:

sudo apt-get install git süpervizörü

Ardından, sağlanan yapılandırma dosyasını aşağıdaki komutu kullanarak son konuma kopyalayarak Süpervizör 3D tarayıcı uygulamasıyla kuruldu:

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

Süpervizöre yeni yapılandırma dosyasını tanımlamasını ve çalıştırmaya başlamasını söylemek için:

sudo süpervizörctl yeniden okuma

sudo controllerctl güncelleme sudo servis süpervizörü yeniden başlatma

Bundan sonra sistem her açıldığında 'supervisor' sunucu yazılımına otomatik olarak bağlanan kamera uygulamasını başlatır.

İsteğe bağlı ekstra

Yazılım, web kullanıcı arayüzünde yerleşik bir güncelleme komutu kullanılarak güncellenebilir, bir alternatif, Raspberry Pi her açıldığında bir güncellemeyi zorlamaktır. Bunu yapmak için, varsayılan başlangıç komut dosyasını bir güncelleme gerçekleştirecek olanla değiştirin:

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

2. Adım: Kamera Sunucusunu Ayarlama

Tarayıcı sunucu yazılımı, düğümler gerektiren bir düğüm uygulamasıdır, istemciler ayrıca düğümü çalıştırır ve web yuvalarını kullanarak sunucuya bağlanır.

Kurmak

Bir Terminal penceresi açıp şunu yazarak düğümün çalıştığını kontrol edin:

-v düğümü

Düğüm kurulu değilse NodeJS'den indirilebilir.

Dosyaları indirin

Bu havuzun bilgisayardaki bir klasöre indirilmesi gerekir. Bu, aşağıdaki komut kullanılarak yapılabilir:

git klon

Bağımlılıkları yükleyin

Bunların indirilen kodu içeren yeni bir klasörde olması gerekir:

cd 3dKameraSunucu

npm kurulumu

Sonunda kodu çalıştırın

Sunucu uygulaması aşağıdaki komut kullanılarak başlatılmalıdır, bu, 3000 numaralı bağlantı noktasında bir websocket sunucusunu ve 8080 numaralı bağlantı noktasında bir web sunucusunu başlatacaktır.

düğüm sunucusu.js

Her şey başarılı olursa, '3D Kamera uygulaması 8080 ve 3000 bağlantı noktalarını dinliyor' mesajı görünecektir. Uygulamayı kullanmak için bir tarayıcı açın ve şu URL'yi kullanın:

Sistemi kullanma

Sunucu, kameraların fotoğrafları nereye göndereceğini bu şekilde bildiği sabit bir IP adresi kullanır.

İstemci yazılımı, 192.168.10.100 IP adresindeki bir sunucuya bağlanmayı beklemektedir. Sabit bir IP adresi tahsisli özel bir yönlendirici kullanıyoruz, ancak tarayıcıyı yönlendirici olmadan kullanmak için bu IP adresini manuel olarak ayarlamak gerekli olacaktır. İşleri basitleştirmek için, bilgisayarın mac adresini yönlendiricide ayarlayın, böylece belirtilen IP adresi otomatik olarak atanacaktır.

Yönlendirici bir kablo modem türüdür (ADSL yönlendirici değil). Bu, kameraları kapalı tutar, aynı zamanda yazılım güncellemelerini almak için internete bağlanmalarını sağlar. Yönlendiricinin DHCP aralığının varsayılandan değiştirilmesi gerekir, böylece 192.168.10.1 - 192.168.10.255 aralığında IP adresleri atayacaktır.

İstemciler çevrimiçi olduğunda, bağlantı mesajları terminal penceresinde ve tarayıcı penceresinde görünür.

İstemciler bağlandığında, fotoğraf çekme işlemini başlatan başlıktaki 'Fotoğraf Çek' düğmesini kullanarak fotoğraf çekmeleri istenebilir ve 30 saniye içinde tüm görüntüleri bilgisayara geri göndermeleri gerekir. Bunlar tarayıcıda görüntülenir ve 3dCameraServer klasörü aranarak bulunan kurulum dizinindeki bir klasöre kaydedilir.

GitHub'dan alınan kod, 3DScanner adıyla bir wifi ağına bağlanmayı deneyecek önceden oluşturulmuş bir görüntü içeriyor. Bunun şifresi: poppykalayana.

3. Adım: Lazer Kesim ve 3D Baskı

Lazer Kesim Raspberry Pi Kılıfları

Aşağıdaki dosyaları indirdik ve kestik:

5 mm tek cidarlı oluklu mukavva kullanan 27 x Pi Kılıf. Lazerin altında alev alma olasılığı daha yüksek olduğu için çift cidarlı karton kullanmıyoruz.

3D Baskı Tüp Konnektörleri

Aşağıdaki dosyaları 3D olarak yazdırdık: 8 x Cross Joint4 x T Junction

ve gerektiğinde pense ve zımpara kağıdı ile destek malzemesini çıkardı.

Çatı Uzatması İçin İleriye Yönelik Planlama

Bu bilgi, çalışan tarayıcının en temel sürümü içindir. Bir elbisecinin manken yapmasına veya 3D kafa basımına uygun bir model üretir (Autodesk Remake™ yazılımı başın boşluk olan kısmını doldurur). Ekstra katmanlardaki veya tavan çubuklarındaki üstteki ek kameralar, tüm vücut taramasına izin verir, bu nedenle tarayıcının yükseltilmesini kolaylaştırmak için dik direklerin üst katmanında çapraz bağlantı yerleri ve uç kapaklı kısa uzatma direkleri bulunur. Çatı direklerini takmak için 3D konektörler, diğer bağlantılarla birlikte indirilebilir. Chuck Sommerville, tepedeki kutupları birleştirmek için yeniden boyutlandırılabilen 6 köşeli bir yıldız yarattı.

Adım 4: Ahududu Pisinin Bağlanması ve Test Edilmesi

Bu adım için yönlendiricinin açık ve internete bağlı olması gerekir.

Bilgisayarı Sunucuya Bağlama

Bilgisayarı 3DCamera Open Terminal adlı kablosuz ağa bağlayın. Komut isteminde, 3Dcamera yazın ve ardından Enter'a basın. Bir sonraki istemde, 3Dcamera-start yazın ve Enter'a basın Bir Web Tarayıcı Açın ve panoyu açmak için adres çubuğuna https://localhost:8080/ yazın

Ahududu Pisinin Test Edilmesi

Kamera Kablosunu kullanarak Kamerayı Raspberry Pi'ye bağlayın. Raspberry Pi'yi bir mikro USB kablosu kullanarak 5V güç kaynağına (örn. bilgisayar) bağlayın. Birkaç dakika sonra Raspberry Pi sisteme bağlanmalı ve otomatik olarak atanan Marvel karakter adıyla gösterge tablosunda görünmelidir. Raspberry Pi'nin çalışıp çalışmadığını test edin. Kontrol panelindeki Durum sütunu, ne zaman fotoğraf çekilip gönderildiğini belirtmeli ve ardından fotoğraf, kontrol panelinin en üstünde görünmelidir. Çalışmazsa, kameranın doğru şekilde bağlandığını ve Pi'de yeşil ışığın yandığını kontrol edin ve tekrar deneyin.

Fotoğraflar, bir önceki adımda kurulan 3dCameraServer klasörünün içindeki 'Görüntüler' adlı bir klasöre otomatik olarak kaydedilir.

Raspberry Pi Kasalarının Montajı

5 kat karton Pi kasasını birbirine yapıştırdık, Raspberry Pi'yi 2. katmanla yerleştirdik, kamerayı katman 4 ile yerinde tutulan katman 3'e katladık ve lensi katman 5'e doğru ittik. tüm kameralar.

Ahududu Pisinin Etiketlenmesi

Panodan, metin alanına bir sayı yazıp Enter tuşuna basarak her Pi'ye atanan Marvel karakter adını değiştirdik.

Sorun giderme için her Pi'nin kasasına numara yazmakta fayda var.

Her birine farklı bir numara atayan her Raspberry Pi için bu işlemi tekrarlayın.

Adım 5: Yapıyı ve Elektrik Devresini Hazırlayın

Hazırlık

Karton tüpler aşağıdaki uzunluklarda kesilmiş ve hazırlanmıştır:

Bir uçtan 2 cm yukarıda 1,2 cm delikli dikmelerin tabanı için 6 x 80 cm boru

Dikmelerin ortası için 6 x 40cm tüp

Bir ucunda kapaklı, dikmelerin üstü için 6 x 10cm boru

Ortasında 0,5 cm delik bulunan yatay çubuklar için 10 x 125 cm borular

Ahududu Pis ve pillerin gideceği Velcro ile serbest duran dikmeler için 2 x 125cm tüp

kablolama

Uyarı: Lütfen kalifiye olmadıkça elektriği denemeyin. Kablolamayla ilgili tüm ayrıntıları vermiyoruz çünkü bunlar, izlenecek talimatlar olarak değil, bunu nasıl yaptığımızın bir örneği olarak düşünülmüştür. Hatalar ahududu pi'yi yakabilir, yangına neden olabilir veya birinin elektrik çarpmasına neden olabilir!

İpucu: En uzaktaki kameraları birbirine zincirleme bağladığımızda çalışmadığını gördük, bu yüzden her birinden 4 x 5V regülatör gelen 12V güç kaynağından 3 ayrı devreye 3 sigorta bağladık. Bunların her biri 3 ahududu pi sıfırına kadar güç sağlayabilir. Bu, her bir direğe, kameralar için 6 kablo bağlama kapasitesine sahip 2 elektrik kablomuz olduğu anlamına geliyordu. Sadece baş ve omuzlar için 4'e ihtiyacımız vardı, ancak başka amaçlar için daha fazla kamera eklemek için ekstra kapasiteye sahip olmak yararlıdır.

22 USB kablosunun ucundaki büyük USB'yi kestik ve 6 tanesini daha kısa, yaklaşık 30 cm olacak şekilde kestik. Ardından, herhangi bir veri kablosunu yok sayarak, güç ve topraklama kablolarının ucuna yüksükler taktık.

Kısa uçları alarak, kablo alt uçtan çıkana kadar 12 x 3D baskılı konektörlerin her birine bir çift yüksük ittik.

Aynı tekniği daha uzun uçlar için kullandık ve bir çift halkayı her yatay çubuğun ortasındaki delikten tüpün sonunda görünene kadar ittik.

Bazların yapılması ve kablolanması

8 adet tek kullanımlık bira fıçısının kapaklarının ortasındaki deliğe sığacak şekilde 16 adet halka kestik, her birinin ortasında 3,2 cm delik. Bölgemizdeki barlar bu fıçıları vermekten mutluluk duyarlar ve yuvarlak kısım projeler için kullanışlıdır. Kapaklar genellikle atılır, ancak çok sağlam stantlar oluştururlar.

Bir bira fıçısının kapağının ortasındaki vidalı kısmın üst ve alt kısmına ikinci bir kapakla tekrarlayarak sıcak bir şekilde bir halka yapıştırdık. Sonra her birine 125 cm'lik bir direğe diktik ve her direğin tepesine yakın bir yere Velcro® ile bir kamera bağladık.

ve altında başka bir 40 cm. Her kameraya bir USB pil takımı taktık ve pili kurşunun ulaştığı yere Velcro® ile direğe bağladık.

Baz Mesajlar

Diğer 6 kapak için, her biri için 2 adet kontrplak halka aldık ve bunları tüm bileşenlerin üstünde ve altında sıcak yapıştırdık. Her birinin halkaları arasındaki boşlukta 2 x 5V regülatör, kablolar ve 2 x 80cm kablo bağladığımız konektörler vardı ve her iki kabloyu da 1.2cm delikten ve borudan geçiriyoruz. Tüm bileşenler, ortada diktiğimiz bir taban direğinin etrafına sıkıca oturdu.

Muhtemelen daha iyi boyanmış görünürler!

Adım 6: Yapıyı ve Elektrik Devresini Oluşturun

Bir altıgenin 5 kenarını işaretlemek için zemine 5 adet yatay boru yerleştirdik ve her bir kavşakta bir taban direği oluşturduk.

Daha sonra, karton tüpleri 3D baskılı konektörlere bağlayarak, çıkıntılı telleri halkalar takılıyken kutuplardan taban direklerine doğru geçirerek ve sabitlemeden önce her bir taban direğinin üstüne kol teli konektörlerini takarak kameralar için çerçeve oluşturduk. çerçevenin bölümleri yerinde.

Daha sonra, kameraları her yatay çubuğun yarısına kadar mikro USB'lere bağladık. Karton Pi Kutusu, USB kısmen içeride kalacak ve USB'nin diğer kısmı karton borunun içine hafifçe itilebilecek şekilde tasarlanmıştır, böylece kamera direğin üstüne aynı hizada oturur. USB onu yerinde tutar.

Kameraları yerinde tutmak için kendinden yapışkanlı Velcro kullanarak kameraları köşe bağlantılarındaki USB kablolarına bağladık.

Ardından serbest duran dik kamera direklerini açıklık boyunca eşit uzaklıkta yerleştirdik.

Son olarak, kameraları hepsinin merkeze dönük olduğundan emin olacak şekilde ayarladık.

Çalışmanın durması durumunda bir adet yedek kamera bulunmaktadır.

7. Adım: Fotoğraf Çekin

Tarayıcıyı kullanmak için çerçevenin tam ortasında durun veya oturun.

Birinden kontrol panelinde 'Fotoğraf Çek'e basmasını isteyin. Tüm fotoğraflar aynı anda çekilmelidir, ancak sinyal wifi üzerinden gönderildiğinden, bazen bir veya daha fazla gecikme olabilir. Bu nedenle, tüm fotoğraflar gönderilene kadar birkaç saniye hareketsiz kalın.

Fotoğraflar, 3DCameraServer klasöründeki resimler klasörüne kaydedilecektir.

İyi fotoğraflar çekmeyle ilgili ipuçları için bu videoyu izleyin

8. Adım: Fotoğrafları 3B Modele Dönüştürün

Aşağıdaki talimatlar Autodesk Remake™ (sürüm 17.25.31) içindir. Bu bir freemium ürünü, ancak serbest modu yeterli buldum. İşte daha fazla fotoğraf birleştirme yazılımının bir listesi.

Kurulum

Autodesk® hesabı oluşturun

Autodesk Remake™'i bir bilgisayara kurun

Fotoğrafları 3D Modele Dönüştürmek

Bir USB çubuğu kullanarak veya fotoğrafları Autodesk® hesabı oturum açma bilgilerinizi kullanarak A360 Drive adlı Autodesk® bulut depolama alanına yükleyerek Mac bilgisayardan bir PC'ye aktarın.

Autodesk Remake™'i açın

3D Oluştur altındaki kamera düğmesine tıklayın

Görüntülenen açılır ekranda Çevrimiçi'yi tıklayın (çevrimdışı işlemek için minimum özellikleri karşılayan güçlü bir bilgisayarınız yoksa).

Bir sonraki açılır ekranda Fotoğrafları USB ile PC'ye aktardıysanız Yerel Sürücü'den seçin veya fotoğrafları yüklediyseniz A360 Drive'a tıklayın.

Fotoğrafları seçin ve ardından Aç'ı tıklayın.

Tüm fotoğraflar ekranda göründüğünde, Model Oluştur'u tıklayın.

Görüntülenen Seçenekler menüsünde metin kutusuna bir ad yazın. Kaliteyi seçin: Standart, Otomatik Kırp: Kapalı ve Akıllı Doku: Kapalı (veya bu ayarlarla oynayın)

İşleme

Ekran, Remake™ panosuna dönecek ve My Cloud Drive altında modelinizin ilerleme durumunu gösteren bir kutu olacaktır. Deneyimlerimize göre işlem yaklaşık 10 dakika sürer, ancak yüzde artmayı durduracağı için yanıt vermeyi durdurmuş gibi görünebilir, ardından bir süre sonra sayı aniden artacaktır. İşlem tamamlandığında Autodesk®'ten bir e-posta alacaksınız.

Kutuda İndirilmeye Hazır dendiğinde, farenizi kutunun üzerine getirin ve mavi bir indirme oku görünecektir. Mavi oka tıklayın ve modeli nereye kaydedeceğinizi seçin.

Model daha sonra indirilecek ve Remake® panosunun Bilgisayarım bölümünde görünecektir. Açmak için üzerine tıklayın.

Rötuş

Vücut modelinizi bulmak için ekranın altındaki gezinme araçlarını kullanın.

Parçaları seçip Sil'e basarak modelin istenmeyen kısımlarını silmek için seçim araçlarını kullanın.

Parçaları sildikçe modelin tabanındaki mavi daire küçülür. Daire, modeli çevreleyen bir çevreden daha büyükse, bu, hala silinecek parçalar olduğu anlamına gelir.

Model baş aşağı ise ekranın sol tarafında bulunan Model Ayarları sekmesine gelin ve Sahneyi Dik Olarak Ayarla altındaki ayarları takip edin.

Modeliniz için düz bir yüzey oluşturmak için Düzenle - Dilimle ve Doldur'a gidin

Delikleri kontrol etmek ve onarmak için Analiz sekmesine gidin ve Model Sorunlarını Algıla ve Onar'ı tıklayın.

kaydetme

Modeli kaydetmek için Dışa Aktar - Modeli Dışa Aktar'a gidin.

Modelinizin dönen bir videosunu oluşturmak için Dışa Aktar - Videoyu Dışa Aktar'a gidin.