Lowcost-3D-Fpv-Kamera für Android - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

FPV ist eine ziemlich coole Sache. Und in 3D wäre es noch besser. Die dritte Dimension macht auf große Distanzen wenig Sinn, aber für einen Indoor Micro Quadcopter ist sie perfekt.

Also habe ich mir den Markt angeschaut. Aber die Kameras, die ich gefunden habe, waren für einen Mikro-Quadcopter viel zu schwer und man braucht dafür eine teure Brille. Die andere Möglichkeit wäre, zwei Kameras und zwei Sender zu verwenden. Aber auch hier hat man das Problem der teuren Brillen.

Also beschloss ich, mein eigenes zu machen. Alle auf dem Markt befindlichen Kameras verwenden ein FPGA zur Erstellung des 3D-Bildes. Aber ich wollte es billig und einfach halten. Ich war mir nicht sicher, ob es funktioniert, aber ich habe versucht, zwei Sync-Separator-ICs zu verwenden, einen Mikrocontroller zum Verwalten der Synchronisierung und einen analogen Schalter-IC zum Umschalten zwischen den Kameras. Das größte Problem besteht darin, die Kameras zu synchronisieren, aber das ist mit dem Controller möglich. Das Ergebnis ist ziemlich gut.

Ein weiteres Problem waren die 3D-Brillen. Normalerweise braucht man spezielle 3D-Brillen, die ziemlich teuer sind. Ich habe ein paar Dinge versucht, aber ich konnte es nicht nur mit Elektronik lösen. Also entschied ich mich für einen USB-Videograbber und einen Himbeer-Pi mit Google-Karton. Das hat ziemlich gut funktioniert. Aber es war nicht sehr schön, den Bildschirm in den Karton zu stecken und die ganze Elektronik herum zu haben. Also habe ich angefangen, eine Android-App zu schreiben. Am Ende hatte ich ein komplettes 3D-FPV-System für Android für unter 70 Euro.

Es gibt eine Verzögerung von ca. 100ms. Das liegt am Videograbber. Es ist klein genug, um damit zu fliegen.

Sie benötigen ziemlich gute Lötkenntnisse, um die Kamera herzustellen, da es eine selbstgebaute Platine gibt, aber wenn Sie ein wenig Erfahrung haben, sollten Sie es können.

OK, beginnen wir mit der Stückliste.

Schritt 1: Teileliste

3D-Kamera:

• Platine: die Platine mit den Teilen bekommt ihr hier (ca. 20 Euro
• 2 Kameras: Es sollte mit fast jedem Paar FPV-Kameras funktionieren. Sie müssen die gleiche TVL und die gleiche Taktrate haben. Eine gute Wahl ist es, einige Cams zu verwenden, bei denen Sie leicht auf das Christal zugreifen können. Ich habe ein Paar dieser kleinen Kameras mit 170-Grad-Objektiven verwendet, weil ich sie auf einem Micro Quad verwenden wollte. (ca. 15 bis 20 Euro)
• FPV-Sender: Ich benutze diesen (ca. 8 Euro)
• FPV-Empfänger (ich hatte einen herumliegen)
• 3D gedruckter Rahmen
• Easycap UTV007 Videograbber: Es ist wichtig den UTV007 Chipsatz zu haben. Sie können andere UVC-Videograbber ausprobieren, aber es gibt keine Garantie, dass es funktioniert (ca. 15 Euro)
• USB-OTG-Kabel (ca. 5 Euro)
• 3D FPV Viewer Android App: Lite-Version oder Vollversion
• eine Art Google-Karton. Einfach mal googeln (ca. 3 Euro)

Zusätzliche Bedürfnisse:

• Lötkolben
• Löterfahrung
• Lupe
• AVR-Programmierer
• PC mit avrdude oder einer anderen AVR-Programmiersoftware
• Android-Smartphone mit USB-OTG-Unterstützung
• 3D-Drucker für den Kamerahalter

Schritt 2: Platine zusammenbauen

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Fazit: Die Kamera funktioniert recht gut. Auch wenn es nicht perfekt ist, es ist verwendbar. Es gibt eine Verzögerung von ca. 100ms, aber für normales Fliegen und zum Testen von 3d fpv ist es ok.

Infos und Tipps:

- Wenn Sie kein Android-Smartphone haben, das easycap UTV007 oder UVC unterstützt, können Sie sich leicht eines bei e-bay besorgen. Ich habe mir ein altes Motorola Moto G2 2014 für 30 Euro gekauft.

- Die Kamera synchronisiert nicht jedes Mal. Wenn Sie kein Bild erhalten oder das Bild nicht in Ordnung ist, versuchen Sie, die Kamera einige Male neu zu starten. Bei mir hat das nach ein paar Versuchen immer geklappt. Vielleicht kann jemand den Quellcode für eine bessere Synchronisierung verbessern.

- Wenn Sie die Uhr der Kameras nicht synchronisiert haben, wird ein Bild langsam nach oben oder unten gehen. Es ist weniger störend, wenn man die Kameras um 90 Grad dreht, dass das Bild nach links oder rechts geht. Sie können die Drehung in der App anpassen.

- Manchmal ändern sich die linke und rechte Seite zufällig. Starten Sie in diesem Fall die Kamera neu. Wenn das Problem weiterhin besteht, versuchen Sie, den Parameter DIFF_LONG in der 3dcam.h höher zu setzen, kompilieren Sie den Code neu und flashen Sie die Hex-Datei erneut.

- Sie können den Standard auf PAL setzen, indem Sie PB0 und PB1 auf +5V. setzen

- Sie können den Standard auf NTSC einstellen, indem Sie nur PB0 auf +5V. setzen

- Wenn PB0 und PB1 nicht verbunden sind, ist der Auto-Detect-Modus mit großem Unterschied aktiv (Standard)

- Wenn nur PB1 an +5V angeschlossen ist, ist der automatische Erkennungsmodus mit kleinen Unterschieden aktiv. Versuchen Sie dies, wenn Sie einen Teil des ersten Bildes unten auf dem zweiten Bild sehen. Das Risiko für zufällig wechselnde Bilder ist höher.

- Ich verwende den Standardmodus mit zeitsynchronisierten PAL-Kameras, aber ich stelle die App auf NTSC ein. Mit dieser Einstellung habe ich NTSC-Ergebnis und keine Gefahr, dass sich Bilder zufällig ändern.

- Ich hatte sehr starke Farbverzerrungen bei nicht taktsynchronen PAL-Kameras. Bei NTSC-Kameras war dies nicht der Fall. Aber auf jeden Fall ist die Synchronisierung der Uhren für beide Standards besser.

Details zum Code:

Der Code ist nur in der Datei 3dcam.h dokumentiert. Alle wichtigen Einstellungen können dort vorgenommen werden. Einige Anmerkungen zu den Defines:

MIN_COUNT: Nach dieser Zeilenanzahl wird auf die zweite Kamera umgeschaltet. Sie sollten es so belassen, wie es ist. MAX_COUNT_PAL: Diese Option wird nur im PAL-Modus verwendet. Nach dieser Zeilenzahl wird das Bild wieder auf die erste Kamera umgeschaltet. Sie können mit diesem Parameter herumspielen, wenn Sie den PAL-Modus verwenden. MAX_COUNT_NTSC: Das gleiche für NTSCDIFF_LONG/DIFF_SHORT: Diese Parameter werden im Auto-Detect-Modus verwendet. Diese Zahl wird von der automatisch erkannten Schaltzeit abgezogen. Sie können mit diesen Parametern herumspielen. MAX_OUTOFSYNC: Dies sollte die Synchronisation der Kameras überprüfen, aber es hat nie richtig funktioniert. Lass es einfach so wie es ist oder versuche es selbst umzusetzen.

Wenn Sie mein PCB verwenden, sollten Sie den Rest der Definitionen so lassen, wie sie sind. Ein Makefile befindet sich im Debug-Ordner.

Das ist es. Ich werde bald ein Inflight-Video und eine Anleitung für den Quadcopter hinzufügen. Im Moment gibt es nur das Kameratestvideo.

Update 5. Aug. 2018: Ich habe ein neues AVR-Programm für uhrsynchronisierte Kameras erstellt. Ich weiß nicht, ob es funktioniert, wenn Sie die Uhren nicht synchronisieren. Wenn Sie synchronisierte Kameras haben, sollten Sie es verwenden.

Bei PAL-Kameras kann es vorkommen, dass es zu Farbverzerrungen kommt. Setzen Sie den AVR zurück, bis Sie ein gutes Bild für beide Cams haben. Dafür habe ich meiner Platine eine Reset-Taste hinzugefügt.

Es kann vorkommen, dass Sie bei NTSC-Kameras zufällig wechselnde Bilder haben. Setzen Sie den AVR zurück, bis er sich nicht mehr zufällig ändert. Sie können auch mit dem Parameter DIFF_SHORT im Quellcode herumspielen.

Gegenüber der letzten Version gibt es einige Änderungen:

• PAL/NTSC wird automatisch erkannt. Die manuelle Auswahl wird entfernt.
• Um DIFF_SHORT einzustellen, setzen Sie PB1 auf +5V. Dies sollten Sie tun, wenn Sie einen Teil des zweiten Bildes am unteren Rand des ersten Bildes sehen.
• Die Kameras synchronisieren jetzt immer.

Hier ist der Link

Update 22. Jan. 2019: Ich hatte die Gelegenheit, die Kamera mit einer 3D-Brille mit Feldwechsel zu testen. Es funktioniert ohne Verzögerung. (Getestet mit sehr alten Virtual IO iGlasses und Headplay 3D-Brillen)