AG-Treffen 2025/05/14 Raspberry-Pi-Kamera-Messsystem: Unterschied zwischen den Versionen
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2025 | |||
Protokoll vom 14.05.2025, 10:00 Uhr | |||
= Werkstattbericht Florian Timm = | |||
==Video== | |||
<youtube>https://youtu.be/TnFVlm191To</youtube> | |||
== Entwicklung eines photogrammetrischen 3D-Messsystems unter Verwendung von Raspberry Pi-Kameras == | |||
* transportables System mit Fokus auf kleine Objekte (<40cm) | |||
* zusätzlich kostengünstig und open source | |||
* Übersicht Kamera-Module von Raspberry Pi | |||
* Raspberry Pi Zero W, weil | |||
* Kamera-Schnittstelle | |||
* WLAN | |||
* geringer Stromverbruach | |||
* günstig | |||
* Entwürfe mehrerer Prototypen in Blender | |||
* Materialauswahl Holz vs. Stahl vs. Aluminium (Aluminium ausgewählt) Auswahlfaktoren: Materialbearbeitung, -gewicht, -demontage, -konstanz | |||
* kippbare und verschiebbare Winkel an den Profilen als Halterungen der Geräte und ArUco-Marker | |||
* Beleuchtung: 12V-LED-RGB-Streifen an den Profilen sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung (Farben für Status, Farbton für Aufnahmen anpassbar) | |||
* Fokus der Kamera und Beleuchtung wurde durch Umgebung gestört, Lösung: Stoff-Hülle um das System | |||
* Drehteller (hier IKEA-Drehteller) nutzbar | |||
* WiFi-Router und Raspberry Pi 4 für Steuerung | |||
* Software: | |||
* Desktop-App in Java (läuft auf verschiedenen Betriebssystemen) | |||
* Agisoft Metashape oder OpenDroneMap (https://opendronemap.org/) | |||
* Kalibrierung | |||
* Bestimmung der Kamerakonstanten bei verschiedener Fokussierung | |||
* Koordinatenbestimmung der ArUco-Marker mit externer Kamera | |||
* Aufnahme von Bildserien in 5 Fokusstufen, Annahme: pro Fokussierung eine Kamera | |||
* Simultankalibrierung | |||
* Genauigkeitsuntersuchungen: Vergleichsdaten mit Streifenprojektionssystem erhoben und Differenzen berechnet | |||
* Maximum der Objektgröße in diesem System etwa 38 cm Höhe | |||
* Test mit verschiedenen Kameraanzahlen: 24 Kameras: 95 % Richtigkeit, 12 Kameras: 55 % Richtigkeit | |||
* Test mit Drehteller positiv (24 x Bilder), aber doppelt so lange Aufnahmezeit | |||
* Kostenübersicht | |||
* Kameras: 1400 (Raspberry Pi Module 3) | |||
* Rahmen: 250 | |||
* Elektronik: 200 | |||
* Stoff: 20 | |||
* gesamt: 1870 | |||
* Optimierung: | |||
* automatisierter / motorisierter Drehteller | |||
* Lan statt wlan (Rasperry Pi haben dazu keinen Anschluss, braucht zus. Adapter) | |||
* Beamer für Muster/Streifen (bei bspw. einfarbigen Objekten) | |||
* Fokusstacking | |||
* Kommunikation: Direkt mit PC statt mit Raspberry Pi 4 für schnellere Datenübertragung (bisher 20 Sek., dafür bisher remote Arbeiten und auf USB Speichern möglich) | |||
* Link: https://photobox.florian-timm.de/ | |||
== Fragerunde == | |||
* OpenScan (openscan.eu) | |||
* Qualität bei Reduzierung Kameras, aber Nutzung des Drehtellers -> Problem wahrscheinlich Kalibrierung | |||
* Warum nicht eine Kamera und Drehteller? Dauer! | |||
* Aufnahme und Übertragung 20 Sekunden | |||
* COLMAP nur NVIDIA-fähig, braucht entsprechenden Rechner | |||
* Aufbau dauert ca. 30 Minuten mit zwei Personen | |||
* Unterer und oberer Rahmen fix, Verbindungsstreben müssen eingeschraubt werden | |||
* Möglichkeit, alle Teile mit Kabeln für den Transport an einer Strebe zu haltern | |||
* Bau des Käfigs dauerte ca. eine Woche, Prgrammierung "einen Winter" | |||
Drehteller | |||
== Offene Runde == | |||
* KUI Konferenz: https://kui2025.htw-berlin.de/about-kui-conference/ | |||
Offene Runde | |||
KUI Konferenz: https://kui2025.htw-berlin.de/about-kui-conference/ | |||
Aktuelle Version vom 12. August 2026, 09:18 Uhr
Protokoll vom 14.05.2025, 10:00 Uhr
Werkstattbericht Florian Timm
Video
Entwicklung eines photogrammetrischen 3D-Messsystems unter Verwendung von Raspberry Pi-Kameras
- transportables System mit Fokus auf kleine Objekte (<40cm)
- zusätzlich kostengünstig und open source
- Übersicht Kamera-Module von Raspberry Pi
- Raspberry Pi Zero W, weil
- Kamera-Schnittstelle
- WLAN
- geringer Stromverbruach
- günstig
- Entwürfe mehrerer Prototypen in Blender
- Materialauswahl Holz vs. Stahl vs. Aluminium (Aluminium ausgewählt) Auswahlfaktoren: Materialbearbeitung, -gewicht, -demontage, -konstanz
- kippbare und verschiebbare Winkel an den Profilen als Halterungen der Geräte und ArUco-Marker
- Beleuchtung: 12V-LED-RGB-Streifen an den Profilen sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung (Farben für Status, Farbton für Aufnahmen anpassbar)
- Fokus der Kamera und Beleuchtung wurde durch Umgebung gestört, Lösung: Stoff-Hülle um das System
- Drehteller (hier IKEA-Drehteller) nutzbar
- WiFi-Router und Raspberry Pi 4 für Steuerung
- Software:
- Desktop-App in Java (läuft auf verschiedenen Betriebssystemen)
- Agisoft Metashape oder OpenDroneMap (https://opendronemap.org/)
- Kalibrierung
- Bestimmung der Kamerakonstanten bei verschiedener Fokussierung
- Koordinatenbestimmung der ArUco-Marker mit externer Kamera
- Aufnahme von Bildserien in 5 Fokusstufen, Annahme: pro Fokussierung eine Kamera
- Simultankalibrierung
- Genauigkeitsuntersuchungen: Vergleichsdaten mit Streifenprojektionssystem erhoben und Differenzen berechnet
- Maximum der Objektgröße in diesem System etwa 38 cm Höhe
- Test mit verschiedenen Kameraanzahlen: 24 Kameras: 95 % Richtigkeit, 12 Kameras: 55 % Richtigkeit
- Test mit Drehteller positiv (24 x Bilder), aber doppelt so lange Aufnahmezeit
- Kostenübersicht
- Kameras: 1400 (Raspberry Pi Module 3)
- Rahmen: 250
- Elektronik: 200
- Stoff: 20
- gesamt: 1870
- Optimierung:
- automatisierter / motorisierter Drehteller
- Lan statt wlan (Rasperry Pi haben dazu keinen Anschluss, braucht zus. Adapter)
- Beamer für Muster/Streifen (bei bspw. einfarbigen Objekten)
- Fokusstacking
- Kommunikation: Direkt mit PC statt mit Raspberry Pi 4 für schnellere Datenübertragung (bisher 20 Sek., dafür bisher remote Arbeiten und auf USB Speichern möglich)
- Link: https://photobox.florian-timm.de/
Fragerunde
- OpenScan (openscan.eu)
- Qualität bei Reduzierung Kameras, aber Nutzung des Drehtellers -> Problem wahrscheinlich Kalibrierung
- Warum nicht eine Kamera und Drehteller? Dauer!
- Aufnahme und Übertragung 20 Sekunden
- COLMAP nur NVIDIA-fähig, braucht entsprechenden Rechner
- Aufbau dauert ca. 30 Minuten mit zwei Personen
- Unterer und oberer Rahmen fix, Verbindungsstreben müssen eingeschraubt werden
- Möglichkeit, alle Teile mit Kabeln für den Transport an einer Strebe zu haltern
- Bau des Käfigs dauerte ca. eine Woche, Prgrammierung "einen Winter"
Offene Runde
- KUI Konferenz: https://kui2025.htw-berlin.de/about-kui-conference/