ラズパイカメラでFPVラジコンカー自作

ラズパイカメラモジュールを入手したので前々からやってみたかったFPVラジコンカーを作ってみました。
FPV(First Person View)とはドローンやラジコンにカメラを搭載して、映像を観ながら機体を操作する技術です。今回はスマホをコントローラにして自作してみました。

ラズパイカメラモジュールでストリーミング

hackster.ioのコンテストの賞金sparkfunギフト$30券でラズパイカメラモジュールゲットしました！

circuito.ioでブレッドボーディング

Raspberry Pi Camera Module V2

www.sparkfun.com

Sparkfunは送料が安かったです。一番グレードの低いコースで送料$4.17でした。
但し、トラッキングはできず遅いです。5/2に発注して5/23に届きました。

国内だと以下が一番安いでしょうか。

今回はラズパイZero(+WiFi USB ドングル)にこのカメラを接続してストリーミングします。

せっかくなのでラズパイZeroのケースも買いました。カメラ穴が空いたフタもあり専用カメラモジュール用ケーブルも同梱でます。スタイリッシュ！

[商品価格に関しましては、リンクが作成された時点と現時点で情報が変更されている場合がございます。]

【Raspberry Pi スイッチサイエンス】Raspberry Pi Zero ケース
価格：691円（税込、送料別) (2018/10/9時点)

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カメラ認識

ラズパイZeroとカメラモジュールが接続されたのでカメラを認識させます。

ラズパイアイコン->設定->Raspberry Piの設定

　
インターフェース->カメラの有効を選択
再起動でカメラが認識されます。

ストリーミング設定

カメラ動画ストリーミングにはMJPG-streamerを使用します。

MJPG-streamer カメラをブラウザから起動／終了させる

上記ブログはwebカメラを使用したのでのですが今回はカメラモジュールですのでインストール方法が異なりました。

MJPG-streamerインストール

$ sudo apt-get install libjpeg8-dev cmake
$ git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git mjpg-streamer
$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental
$ make

$ sudo apt-get install libjpeg8-dev cmake

$ git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git mjpg-streamer

$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental

$ make

mjpeg sreamer起動

$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental
$ ./mjpg_streamer -o "./output_http.so -w ./www -p 8080"-i "./input_raspicam.so -fps 15 -x 320 -y 240"

1 2	$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental $ ./mjpg_streamer -o "./output_http.so -w ./www -p 8080"-i "./input_raspicam.so -fps 15 -x 320 -y 240"

320✕240ピクセル、15フレームでストリーミングします。画面を回転させる場合は -rotで回転角度指定。

$ ./mjpg_streamer -o "./output_http.so -w ./www -p 8080"-i "./input_raspicam.so -fps 15 -x 320 -y 240 -rot 90"

1	$ ./mjpg_streamer -o "./output_http.so -w ./www -p 8080"-i "./input_raspicam.so -fps 15 -x 320 -y 240 -rot 90"

ブラウザでストリーミング

http://ラズパイZeroのローカルIPアドレス:8080/?action=stream

1	http://ラズパイZeroのローカルIPアドレス:8080/?action=stream

で見れます♪

#ラズパイ zero ＆カメラモジュールでストリーミングテスト遅延大きいはやくラズパイZero W欲しい。。。

Home Made Garbageさん(@homemadegarbage)がシェアした投稿 – 2017 5月 27 8:00午前 PDT

ちょっと遅延がありますが。。。できました！！

参考

Raspberry Piで赤外線カメラモジュールを使ってみる

Raspberry Pi 3でネットワークライブカメラを構築する方法 MJPG-streamer編

ラジコンカー組み立て

以前作ったラジコンカーをベースに組み立てました。

Blynk で BLE 制御ラジコン！

またラズパイカメラは2軸のカメラマウントで動かせるようにします。

ArduinoをUSB-MIDIデバイス化してDAWでLED目ん玉コントロール

構成

部品

BLE搭載マイコンAdafruit Feather 32u4 Bluefruit LE

モータドライバDRV8835

DRV8835デュアルモータドライバキャリア
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マイコン用リチウムイオンポリマー電池400mAh

ドローンパーツSolist HD用 LiPoバッテリー 3.7V 400mAh
価格：1242円（税込、送料別) (2018/10/9時点)

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ダブルギヤボックス
SG90サーボ用 2軸カメラマウント
ラズパイ用モバイルバッテリー

blynk設定

ここではスマホのblynkアプリでBLEでマイコン制御し車とカメラを動かします。

新規プロジェクトを作成します。ハードウェアではAdafruit製品がまだないのでとりあえずArduino UNOを選択。Conection TypeにはBLEを指定します。
AUTH TOKENはArduinoコード生成時に使用しますのでメール送信します。

ウィジェットとしてVideo Streaming、BLE、ジョイスティック、スライダーを2個配置します。

URLにhttp://ラズパイZeroのローカルIPアドレス:8080/?action=streamを指定してラズパイカメラの映像を表示します。

ジョイスティックの設定はヴァーチャルピンV0に２軸の数値を出力します。
x, yの値はそれぞれ最小-255 最大255としました。モータを制御して車を動かします。

2軸カメラマウンタを動かすスライダ値はそれぞれヴァーチャルピンV1, V2に出力し最小-255 最大255としました。またSend on ReleaseはOFFにしてスライダを動かす途中でもデータ送信するようにします。

Arduinoプログラム

BlynkのArduino用最新ライブラリは以下にあります。
　https://github.com/blynkkk/blynk-library

[スケッチの例] -> [Blynk] -> [Boards_BLE]-> [Adafruit_Feather_32u4_BLE]を参考にコード生成しました。

#define BLYNK_PRINT Serial

#define BLYNK_USE_DIRECT_CONNECT

#include <BlynkSimpleSerialBLE.h>
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_BLE.h>
#include <Adafruit_BluefruitLE_SPI.h>
//#include <Wire.h>
#include <Servo.h>

// You should get Auth Token in the Blynk App.
// Go to the Project Settings (nut icon).
char auth[] = "Blynkアプリで取得したAUTH TOKEN";

// SHARED SPI SETTINGS (see adafruit webpages for details)
#define BLUEFRUIT_SPI_CS               8
#define BLUEFRUIT_SPI_IRQ              7
#define BLUEFRUIT_SPI_RST              4    // Optional but recommended, set to -1 if unused
#define BLUEFRUIT_VERBOSE_MODE         true

// Create ble instance, see pinouts above
Adafruit_BluefruitLE_SPI ble(BLUEFRUIT_SPI_CS, BLUEFRUIT_SPI_IRQ, BLUEFRUIT_SPI_RST);

//pin name
const int  forwardL = 11;
const int  rearL = 13;
const int  forwardR = 5;
const int  rearR = 6;

long Speed;
long SpeedL, SpeedR;

Servo servoX, servoY;  // create servo object to control a servo

//ジョイスティック
BLYNK_WRITE(V0) {
  long x = param[0].asInt();
  long y = param[1].asInt();

  Serial.print("x: ");
  Serial.print(x);
  Serial.print("  y: ");
  Serial.print(y);

  Speed = sqrt(x*x+y*y);
  if(Speed > 255){
    Speed = 255;
  }
  Serial.print("  Speed: ");
  Serial.println(Speed);

  if(y >= 0){
    if(x >= 0){
      SpeedL = 0;
      SpeedR = abs(x);
    }else{
      SpeedL = abs(x);
      SpeedR = 0;
    }
    analogWrite(forwardL, Speed - SpeedL);
    analogWrite(rearL, 0);
    analogWrite(forwardR, Speed - SpeedR);
    analogWrite(rearR, 0);
  }else{
    if(x >= 0){
      SpeedL = 0;
      SpeedR = abs(x);
    }else{
      SpeedL = abs(x);
      SpeedR = 0;
    }
    analogWrite(forwardL, 0);
    analogWrite(rearL, Speed - SpeedL);
    analogWrite(forwardR, 0);
    analogWrite(rearR, Speed - SpeedR);
  }
}

//2軸カメラマウント X軸
BLYNK_WRITE(V1) {
  int x = param.asInt();
  x = map(x, -255, 255, 180, 0);
  servoX.write(x);  
}

//2軸カメラマウント Y軸
BLYNK_WRITE(V2) {
  int y = param.asInt();
  y = map(y, -255, 255, 150, 30);
  servoY.write(y);   
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  servoX.attach(A4); //2軸カメラマウント X軸用サーボ
  servoY.attach(A5); //2軸カメラマウント y軸用サーボ

  ble.begin(BLUEFRUIT_VERBOSE_MODE);
  ble.factoryReset(); // Optional
  ble.setMode(BLUEFRUIT_MODE_DATA);
  
  Blynk.begin(auth, ble);
}

void loop() {
  Blynk.run();
}

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#define BLYNK_PRINT Serial

#define BLYNK_USE_DIRECT_CONNECT

#include <BlynkSimpleSerialBLE.h>

#include <SPI.h>

#include <Adafruit_BLE.h>

#include <Adafruit_BluefruitLE_SPI.h>

//#include <Wire.h>

#include <Servo.h>

// You should get Auth Token in the Blynk App.

// Go to the Project Settings (nut icon).

char auth[] = "Blynkアプリで取得したAUTH TOKEN";

// SHARED SPI SETTINGS (see adafruit webpages for details)

#define BLUEFRUIT_SPI_CS 8

#define BLUEFRUIT_SPI_IRQ 7

#define BLUEFRUIT_SPI_RST 4 // Optional but recommended, set to -1 if unused

#define BLUEFRUIT_VERBOSE_MODE true

// Create ble instance, see pinouts above

Adafruit_BluefruitLE_SPI ble(BLUEFRUIT_SPI_CS, BLUEFRUIT_SPI_IRQ, BLUEFRUIT_SPI_RST);

//pin name

const int forwardL = 11;

const int rearL = 13;

const int forwardR = 5;

const int rearR = 6;

long Speed;

long SpeedL, SpeedR;

Servo servoX, servoY; // create servo object to control a servo

//ジョイスティック

BLYNK_WRITE(V0) {

long x = param[0].asInt();

long y = param[1].asInt();

Serial.print("x: ");

Serial.print(x);

Serial.print(" y: ");

Serial.print(y);

Speed = sqrt(x*x+y*y);

if(Speed > 255){

Speed = 255;

}

Serial.print(" Speed: ");

Serial.println(Speed);

if(y >= 0){

if(x >= 0){

SpeedL = 0;

SpeedR = abs(x);

}else{

SpeedL = abs(x);

SpeedR = 0;

}

analogWrite(forwardL, Speed - SpeedL);

analogWrite(rearL, 0);

analogWrite(forwardR, Speed - SpeedR);

analogWrite(rearR, 0);

}else{

if(x >= 0){

SpeedL = 0;

SpeedR = abs(x);

}else{

SpeedL = abs(x);

SpeedR = 0;

}

analogWrite(forwardL, 0);

analogWrite(rearL, Speed - SpeedL);

analogWrite(forwardR, 0);

analogWrite(rearR, Speed - SpeedR);

}

//2軸カメラマウント X軸

BLYNK_WRITE(V1) {

int x = param.asInt();

x = map(x, -255, 255, 180, 0);

servoX.write(x);

}

//2軸カメラマウント Y軸

BLYNK_WRITE(V2) {

int y = param.asInt();

y = map(y, -255, 255, 150, 30);

servoY.write(y);

}

void setup() {

Serial.begin(9600);

servoX.attach(A4); //2軸カメラマウント X軸用サーボ

servoY.attach(A5); //2軸カメラマウント y軸用サーボ

ble.begin(BLUEFRUIT_VERBOSE_MODE);

ble.factoryReset(); // Optional

ble.setMode(BLUEFRUIT_MODE_DATA);

Blynk.begin(auth, ble);

}

void loop() {

Blynk.run();

}

動作

FPVラジコン自作ー！ #ラズパイ #raspberrypi #raspizero #blynk

Home Made Garbageさん(@homemadegarbage)がシェアした投稿 – 2017 5月 28 7:31午前 PDT

FPVラジコンコントローラ画面 #blynk

Home Made Garbageさん(@homemadegarbage)がシェアした投稿 – 2017 5月 28 7:37午前 PDT

Blynk越しのストリーミングだと遅延更に大きい。。。

やっぱコントローラとは別機でモニタリングしてヘッドマウントディスプレイに仕込みたいな♪

あとラズパイzeroのUSB WiFiドングルジャマ(´；ω；｀)。。。はやくWiFI、BLE内蔵のRaspberry Pi Zero Wほしいなぁ。

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ラズパイカメラモジュールでストリーミング

カメラ認識

ストリーミング設定

MJPG-streamerインストール

mjpeg sreamer起動

ブラウザでストリーミング

参考

ラジコンカー組み立て

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部品

blynk設定

Arduinoプログラム

動作

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