Sterownik kamery termowizyjnej RS300 dla Raspberry Pi

Ten sterownik jest dla "modułu kamery termowizyjnej "mini2" określanego jako rs300 w oryginalnym sterowniku.

Kilka podstawowych specyfikacji

"Mini2" to kamera termowizyjna dostępna w wielu rozdzielczościach. Do pomiarów temperatury potrzebny jest inny moduł lub wariant.

Dostępne rozdzielczości to:

1. 256x192 - 25/50 Hz (25/50 Hz dostępne przez USB)
2. 384x288 - 30/60 Hz (30/60 Hz dostępne przez USB)
3. 640x512 - 30/60 Hz (60 Hz NIE jest obsługiwane przez USB)

NETD: 40 mK

Metody wyjścia wideo

Ten moduł może wysyłać dwa jednoczesne strumienie wideo. Jeden cyfrowy, jeden analogowy.

USB 2.0

• Moduł 640 jest ograniczony do 30 kl./s przez USB.
• Kamera jest zgodna z UVC i działa tak samo jak kamera internetowa, ale elementy sterujące kamerą nie są udostępnione. W przypadku modułu 256 można nawet przełączyć liczbę klatek na sekundę z 25 na 50 w standardowych aplikacjach kamery.
• Format pikseli to YUYV422, ale można go zmienić na inną kolejność, np. UYVU, za pomocą SDK.
• Do wysyłania poleceń do kamery przez USB, takich jak zmiany jasności, kalibracja migawki, zmiana map kolorów, konieczne będzie użycie dostarczonego SDK. SDK jest przeznaczone dla systemów Windows i Linux.

MIPI

• Umożliwia cyfrowe 60 kl./s z modułem 640.
• Niestandardowa płytka PCB ma 15-pinowe złącze kompatybilne z portem kamery MIPI CSI-2 Raspberry Pi 4B. Można użyć kabla adaptera 15-22 pin, aby podłączyć RPi 5, 0 i CM.
• Do połączenia z Pi używa sterownika rs300. Implementuje polecenia kamery przez I2C bez potrzeby korzystania z SDK lub wstępnie skompilowanych plików binarnych. Jak najwięcej poleceń można uczynić zgodnymi z V4L2 w celu łatwej integracji.

CVBS

• Wyjście analogowe można ustawić na NTSC lub PAL.
• Może być wysyłane jednocześnie z USB lub MIPI.
• Wyświetlane są tylko mapy kolorów White Hot i Black Hot. Jak dotąd wszystkie inne parametry wydają się w równym stopniu wpływać na analogowy strumień wideo, takie jak: jasność, kontrast, redukcja szumów, cyfrowe wzmocnienie szczegółów (DDE) i zoom cyfrowy.
  

Instalacja

Wymagania wstępne

• Raspberry Pi z Raspbian/Raspberry Pi OS Bookworm (Bullseye nie testowane)
• Zainstalowane nagłówki Linux
• Wsparcie DKMS

Budowanie i instalacja

Zainstaluj potrzebne nagłówki:

sudo apt install linux-headers dkms git

ZMODYFIKUJ STEROWNIK PRZED BUDOWANIEM. Wkrótce zostanie to ulepszone, aby można było to ustawić bez modyfikowania kodu sterownika

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

Uruchom skrypt instalacyjny:

git clone https://github.com/Kodrea/rs300-v4l2-driver.git
cd /rs300-v4l2-driver
# zmodyfikuj sterownik, aby wybrać moduł
sudo nano rs300.c
chmod +x setup.sh
./setup.sh

W pliku config.txt dodaj nakładkę

• Dla Bookworm
  

sudo nano /boot/firmware/config.txt

Następnie dodaj

camera_auto_detect=0
dtoverlay=rs300

Następnie uruchom ponownie

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
Po ponownym uruchomieniu wykonaj polecenie
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
Po ponownym uruchomieniu wykonaj polecenie
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