AG-Treffen 2025/05/14 Raspberry-Pi-Kamera-Messsystem

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Protokoll vom 14.05.2025, 10:00 Uhr

Werkstattbericht Florian Timm

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

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KUI Konferenz: https://kui2025.htw-berlin.de/about-kui-conference/

Sonstiges

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nächster Termin 11.06.2025 09.07. 2025: Julia v. Ditfurth: Glassomer-Technik (3D Druck in Glas)

Chat

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