برنامج تشغيل الكاميرا الحرارية RS300 لـ Raspberry Pi

هذا التعريف مخصص لـ "وحدة الكاميرا الحرارية "mini2" المشار إليها باسم rs300 في التعريف الأصلي.

بعض المواصفات الأساسية

"mini2" هي كاميرا تصوير حراري تأتي بدقات متعددة. لقياسات درجة الحرارة، يلزم وجود وحدة أو إصدار مختلف.

الدقات المتاحة هي:

1. 256x192 - 25/50 هرتز (25/50 هرتز متاحة عبر USB)
2. 384x288 - 30/60 هرتز (30/60 هرتز متاحة عبر USB)
3. 640x512 - 30/60 هرتز (60 هرتز غير مدعومة عبر USB)

NETD: 40 ملي كلفن

طرق إخراج الفيديو

يمكن لهذه الوحدة إخراج دفقين فيديو متزامنين. أحدهما رقمي والآخر تناظري.

USB 2.0

• وحدة 640 محدودة بـ 30 إطارًا في الثانية عبر USB.
• الكاميرا متوافقة مع UVC وستعمل بنفس طريقة كاميرا الويب، لكن عناصر التحكم في الكاميرا غير مكشوفة. بالنسبة لوحدة 256، يمكنك حتى تبديل معدل الإطارات من 25 إطارًا في الثانية إلى 50 إطارًا في الثانية في تطبيقات الكاميرا القياسية.
• تنسيق البكسل هو YUYV422 ولكن يمكنك تغييره إلى ترتيب مختلف مثل UYVU باستخدام SDK.
• لإرسال أوامر إلى الكاميرا عبر USB، مثل تغييرات السطوع، ومعايرة الغالق، وتغيير خرائط الألوان، ستحتاج إلى استخدام SDK المقدم. SDK مخصص لنظامي التشغيل windows و linux.

MIPI

• يسمح بـ 60 إطارًا في الثانية رقميًا مع وحدة 640.
• تحتوي لوحة الدوائر المطبوعة المخصصة على موصل ذي 15 سنًا متوافقًا مع منفذ كاميرا MIPI CSI-2 في RPi 4B. يمكنك استخدام كابل محول من 15 إلى 22 سنًا لتوصيل RPi 5 و 0 و CM.
• يستخدم تعريف rs300 للاتصال بـ Pi. تنفيذ أوامر الكاميرا عبر I2C دون الحاجة إلى أي SDK أو ملفات ثنائية مجمعة مسبقًا. بقدر ما تستطيع من الأوامر، يمكنك جعلها متوافقة مع V4L2 لسهولة التكامل.

CVBS

• يمكن ضبط الإخراج التناظري على NTSC أو PAL.
• يمكن إخراجه بالتزامن مع USB أو MIPI.
• يتم عرض خرائط الألوان الأبيض الحار والأسود الحار فقط. حتى الآن، يبدو أن جميع المعلمات الأخرى تؤثر بالتساوي على دفق الفيديو التناظري مثل؛ السطوع، والتباين، وتقليل الضوضاء، وتحسين التفاصيل الرقمية (DDE)، والتكبير/التصغير الرقمي.
  

التثبيت

المتطلبات الأساسية

• Raspberry Pi مع نظام Raspbian/Raspberry Pi OS Bookworm (لم يتم اختبار Bullseye)
• تثبيت ترويسات Linux
• دعم DKMS

البناء والتثبيت

تثبيت الترويسات المطلوبة:

sudo apt install linux-headers dkms git

تعديل التعريف قبل البناء. سيتم تحسين هذا قريبًا بحيث يمكن ضبطه دون تعديل كود التعريف

static int mode = 2; //0-640; 1-256; 2-384
static int fps = 60; //256: 25/50fps, 384/640: 30/60fps

تشغيل سكريبت الإعداد:

git clone https://github.com/Kodrea/rs300-v4l2-driver.git
cd /rs300-v4l2-driver
تعديل التعريف لاختيار الوحدة
sudo nano rs300.c
chmod +x setup.sh
./setup.sh

في ملف config.txt الخاص بك، أضف التراكب

• لنظام bookworm
  

sudo nano /boot/firmware/config.txt

ثم أضف

camera_auto_detect=0
dtoverlay=rs300

Then reboot

sudo reboot

Usage

Viewing Device Information

The camera should now be linked to the Raspberry Pi's Unicam driver and available on /dev/video0 Get basic information about the Unicam bridge driver:

v4l2-ctl --list-devices
v4l2-ctl --all -d /dev/video0

The actual camera is registered as a sub device in the driver

v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev0 --list-ctrls

Testing Video Capture

Set the format resolution for the appropriate module

Mini2-256

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=width=256,height=192,pixelformat=YUYV

Mini2-384

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=width=384,height=288,pixelformat=YUYV

Mini2-640

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=width=640,height=512,pixelformat=YUYV

gstreamer

gstreamer and has been faster than ffmpeg for me first install this

sudo apt install gstreamer1.0-tools

set test-overlay=false to remove fps counter

Mini2-256

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 ! video/x-raw,format=YUY2,width=256,height=192,framerate=50/1 ! videoconvert ! fpsdisplaysink video-sink=autovideosink text-overlay=true

Mini2-384

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 ! video/x-raw,format=YUY2,width=384,height=288,framerate=60/1 ! videoconvert ! fpsdisplaysink video-sink=autovideosink text-overlay=true

Mini2-640

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 ! video/x-raw,format=YUY2,width=640,height=512,framerate=60/1 ! videoconvert ! fpsdisplaysink video-sink=autovideosink text-overlay=true

Camera Controls

use v4l2 controls

this triggers the ffc shutter calibration

v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev0 --set-ctrl=ffc_trigger=0

Change colormaps

v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev0 --set-ctrl=colormap=3

Common Issues and Solution

1. Wrong resolution: Make sure to set the stream to your modules resolution. By default the Unicam driver will have it as 640x480

Troubleshooting

If experiencing issues:

1. Check kernel messages: dmesg | grep rs300
2. In a seperate terminal: dmesg wH
3. Verify I2C connection: i2c-detect -y 1
4. Check for device: ls -la /dev/video*
5. I started getting a message that postinst wasn't running, but it's only needed for the first time or if changes to the device tree overlay are made

./setup.sh
sudo sh /usr/src/rs300-0.0.1/dkms.postinst

Various Other Commands I used for troubleshooting

TODO: Cleanup this section

cd rs300-v4l2-driver

• make them executable

chmod +x setup.sh dkms.postinst

Install DKMS if not already installed

sudo apt install linux-headers dkms git

Run the setup script

./setup.sh

Check DKMS status and if module is loaded

dkms status
lsmod | grep rs300
modinfo rs300

check i2c devices

ls /dev/i2c*
i2cdetect -l
i2cdetect -y 10 # right now it's bus 10 for me
i2cdump -f -y 10 0x3c # i2c 10, 0x3c is your device address

check v4l2 devices

ls /dev/video*
v4l2-ctl --list-devices
v4l2-ctl -d /dev/video0 --all
# List supported formats
v4l2-ctl -d /dev/video0 --list-formats-ext
# List supported controls
v4l2-ctl -d /dev/video0 --list-ctrls
# Show current input/output
v4l2-ctl -d /dev/video0 --info

set v4l2 parameters manually; resolution, fps, etc

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video width=256,height=192,pixelformat=YUYV
v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=width=640,height=512,pixelformat=YUYV
v4l2-ctl --stream-mmap -d /dev/video0 -o test.yuv

ffplay -f v4l2 -input_format yuyv422 -video_size 256x192 -i /dev/video0

ffplay -f v4l2 -input_format yuyv422 -video_size 640x512 -i /dev/video0

Rebuild the module

cd rs300-v4l2-driver
./setup.sh

Check after rebuild and reboot

• check if the module is on i2c
• check if the video node is created
  

i2cdetect -l
i2cdetect -y 10
lsmod | grep rs300
dmesg | grep -i rs300
modinfo rs300

media-ctl -p
ls /dev/v4l-subdev*

v4l2-ctl --list-devices
v4l2-ctl -d /dev/video0 --all

v4l2-ctl -d /dev/video0 --list-ctrls
v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev0 --list-ctrls

v4l2-ctl -d /dev/video0 --list-formats-ext
vcgencmd get_camera


v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev0 --all
sudo cat /dev/kmsg | grep rs300
v4l2-ctl -d /dev/video0 --stream-mmap -o test.yuv
sudo dmesg -wH
ffplay -f video4linux2 -input_format yuyv422 -video_size 256x192 -i /dev/video0
ffplay -f video4linux2 -input_format yuyv422 -video_size 640x512 -i /dev/video0