#مقالات_الROV
#المقال_التاني
#الكاميرات
#كيفيه_قياس_الابعاد_لأجسام_تحت_الماء
-------------------------------------------------------------
لينك المقال الاول :
http://breakinpointteam.blogspot.com/2015/10/rov.html
------------------------------------------------------------
1- الكاميرات :
كتير مننا بيتعب في التدوير على كاميرات مناسبه لل ROV ودا بيعتمد على 3 حاجات الجودة وطريقة التوصيل او طريقة نقل الصورة والهدف من التصوير .
في 3 انواع للكاميرات :
كاميرات USB - كاميرات IP - كاميرات Audio video
ال USB او ال Webcam يعتبر تاني اشهر الكاميرات استخداما لأنه سهل الاستخدام جدا وممكن توصله باللاب واي برنامج يقدر يشغلك الكاميرا , وكمان النوع دا متوفر منه كاميرات HD 1080 كتير وفي منها في مصر زي : A4tech - Logitech C920 HD Pro - HP HD 5210 1080p - HP Webcam HD-4110
ودول كلهم بيتراوح سعرهم من 250 جنيه لحد 900 جنيه , وهتلاقيهم في مول البستان الي عند محل رام والنخيلي في التحرير , بس بيخلصوا بسرعه بسبب فرق ال ROV الكتير :D
ال IP بتوصله بسلك ايثر نت , ليه ميزتين رئيسيتين : الاولى انك ممكن تجيب انواع كاميرات بتلف رأسي وافقي ودا هيفيدك جدا لو انت هتحطها في اسطوانه تقدر تشوف الي تحت والي فوق وعلى الجوانب , بدل ما تعمل انت السيرفوهات وكدا , التانية انك ممكن تجيب كاميرات Waterproof اصلا وتحطها بره ال ROV . وكمان لو عايز تعمل حركة حلوة اودام الحكام , تقدر توصل الكاميرا ب Switch وتخلي الكاميرا تتعرض على كذا لابتوب او Projector زي ما بيحصل بره في المسابقة الدولية , وعلى فكره دي هتفيدك لو انت معاك كذا Co pilot , عيبها انك نادر شويه تلاقي كاميرا بتلف و HD 1080 غالبا بتبقا 720 .
ال Audio Video دا بيحتل المركز الاول من ناحية الاستخدام الشائع لأنه سهل جدا في عزل اسلاكه وممكن تقطعها وتوصلها بسهوله لأنه سلكين سلك اشاره سلك GND مش زي ال USB ال بيبقا كذا طبقة فوق بعض ولازم توصلهم كلهم صح , وكمان تقدر توصله بشاشه تلفزيون او تجيب Easycap وتحوله ل USB وتستخدم اي برنامج بيشغل كاميرا USB , وسعره بيبدأ من 30 جنيه في اي محل , وكاميراته بتبقا نقية وكويسه بس طبعا مش هتوصل لل HD . واخيرا في بعض الكاميرات ال a/v بتبقا فيها علامات للمسافات ودي بيسموها كاميرا ركن العربيات , دي بتتحط في اخر العربيات عشان السواق ياخد باله ان في عربيه وراه قريبه او في حيطه وغيره , ودا بعض الناس بتستخدمه في قياس الابعاد .
طيب المفروض بقا تختار ازاي وعلى اساس ايه ؟؟
الي عملناه اخر سنة كان اننا استخدمنا 3 كاميرات , كاميرا IP بتلف ودي لل Co-pilot عشان ينجز في بعض المهمات زي مثلا الي كان مفروض نعد النجوم الملونه او نقيس مسافات او اي حاجه وميعطلش ال Pilot او ال Co-pilot التاني انه يعمل مهمه تانيه بكاميرا تانيه , وكاميرا USB HD ودي متثبته لل Pilot ودي كانت انقى واحده فيهم عشان يعرف يسوق كويس ولازم تكون wide angle عشان تجيب جزء كبير من حمام السباحه , وكاميرا A/v متثبته على ال Arm عشان يقدر ال pilot انه يشوف افضل لما يمسك حاجه وكمان عشان ال Co-pilot التاني يقدر هو كمان يعمل check على النتايج الي بيوصلها ال co-pilot الاول , يمعنى ان المساعد الاول بيقيس مسافة بالكاميرا الاولى ال IP فيقوم المساعد التاني يقيسها بال A/v ويشوف هل هي صح ولا لأ , وكانو الاتنين يقدرو يخشو على الكاميرا بتاعت ال pilot عشان يعملو check تالت .
عشان كدا اخدنا جايزة افضل Pilot , عشان كان في Staff كامل للتحكم ومساعدين وكان في 3 لابتوبات ب 3 كاميرات منفصلة وكل واحد بيشتغل في مهمه عشان منضيعش وقت , لو ال ROV مفيهاش نظام رؤية محترم ال Pilot مش هيعرف يعمل اي حاجه , عشان كدا اختيار الكاميرات واماكنها دا مهم جدا جدا .
ازاي تبهر الحكام ؟
- اول حاجه لازم تجيب شاشه او لابتوب او projector منفصل للحكام فقط يشوف من خلاله ال ROV وياريت تكون انضف كاميرا فيهم . ف لو كاميرا IP هتجيب Switch او DVR , لو كاميرا USB هتجيب Hub او USB TO HDMI , لو كاميرا A/v هتوصلها على طول .
- لو معاك فلوس او اسبونسر وكدا هات كاميرا 4K HD Waterproof , واراهنك انك هتبقى اول واحد بيصور تحت المايه 4K في المسابقة , افضل نوع حاليا هو ال Gopro Hero 4 Black edition وفيها مود بيوصل 256 FPS وتقدر تصور slow motion وتصور افلام تحت المايه , ودا ب 425 دولار وبتبقا معاها Waterproof case ومعاها وصله HDMI توصلها direct بشاشه او توصلها ب لابتوب وتتفرج live .
- لو معاك فلوس بردو , هات نضاره FPV تبقى لل Pilot عشان يبقى هو معزول عن الدنيا واكنه بيلعب , هتفرق جامد معاه ومع الحكام ;) , في نوع كويس وسعره متوسط هو Fat shark ب 300 دولار .
- لو عندك في الفريق حد شاطر في ال Search دور على 3D stereo vision , انك تستخدم كاميرتين stereo vision في انك تحول الصورة ل 3D .
-------------------------------------------------------------------
2- ازاي تقيس المسافات :
نيجي بقا للنقطة الي كتير بيقع فيها , في طريقتين لقياس ابعاد تحت المايه : الطريقة التقليديه بإستخدام الكاميرات وال Image processing , الطريقة التانية بإستخدام شويه سنسورات .
بإستخدام ال Image processing , في 3 طرق للقياس :
- استخدام 2 ليزر انت عارف المسافة بينهم ف بالتالي لما تسقطهم على جسم هتعرف هما بيمثلوا كام بيكسل ومنها تعرف ابعاد الجسم كله , ودي رخمه جدا لأنك لو جيت مايل شويه هيختلف الحساب ولو مستخدم كاميرا وحشه هيبقى في فرق وكدا , بس عموما لو هتستخدم الطريقة دي نصيحه هات الليزر الي بيبقا خط مستقيم مش الي بيبقا نقطة لأنه هيفيدك جدا ويسهل عليك , هات 2 ليزر خط ف هتشوفهم اسهل بكتير .
النقطة الي الكل بيقع فيها , لو انت ظبطت ال ROV بقت اودام الجسم مظبوط وقسته فوق المايه هتلاقيه الحسابات مظبوطه , ليه تحت المايه بيطلع غلط ؟ عشان في انكسار لليزر وفي انكسار للكاميرا كمان , الليزر هتلاقيه مش في مكانه اوي , وهتلاقي ال Angle بتاعت الكاميرا اختلفت , ودا موضوع فيزيائي كبير وصعب انت تعرف تحسب ال error دا , ف افضل حل ليك في الموضوع دا انت تقيس من قريب عشان الخطأ يقل شويه .
- استخدام ال Stereo vision , ودي زي فكره الليزر , بس هنا هتستخدم كاميرتين البعد بينهم ثابت ونفس نوع الكاميرا يعني نفس ال Angle ونفس البعد البؤري او نصف قطر العدسة ثابت , وميزتها انك لو مش شاطر اوي في ال Image processing تقدر بشويه search تلاقي اكواد و library جاهزه ليها بتحسب الابعاد , بس عايزه حد بيدور كويس ودي بتطلع قراءات افضل بكتير .
- التحايل , او استخدام الخبره والذكاء :D , معظم مهمات المسابقة بتبقا على مواسير PVC والمواسير دي ومقاطعها وكدا بتبقى مقاساتها Standard بمعنى انك لو جبت حرف T الي بيربط 3 مواسير في بعض هتلاقي طوله 7.5 سم تقريبا , هو بيبتباع كدا في كل الدنيا , ف انت لو لقطت صورة فيها المقطع دا وحددته وعرفت هو بيمثل كام بيكسل هتقدر تجيب الطول الكلي للجسم , وطبعا مفيش مهمه هتخلو من حرف T او كوع او زاوية 90 , وكدا . و ع فكره دي مش ممنوعه ومفيهاش اي غش , بالعكس الحكام اتبسطوا جدا من ان الواحد بيستخدم نقطة صغيره كدا مش واضحه عشان يسهل على نفسه . ودي بتبقا ادق من الليزر ومن الباقي بكتير لو انت ظبطت زاويه ال ROV بقت في مقابل الجسم بالظبط . بس افتكر انك لازم تدرس المانيوال كويس جدا وتعرف اشكال كل حاجه لأن ممكن تلاقي مهمات مفيهاش الحاجات دي .
------------------------------------------------------------------------
قياس الابعاد بإستخدام السنسورات :
ودي طريقة جديده محدش عملها غيرنا , بس ملحقناش نحطها عشان كنا مزنوقين في الوقت , هي عباره عن انك بتستخدم اي سنسور من الي بيقيسوا المسافات وليكن ال Ultrasonic وهتثبتو على موتور سيرفو , وهتقيس المسافة العمودية بينك وبين الجسم وبعد كدا تقيس الوتر والزاوية الي بينك وبين الجسم من على احد الاطراف وبعد كدا الوتر التاني بتاع الطرف التاني والزاوية بتاعت الميل , ف كدا معاك مثلثين قائمين تقدر تجيب منهم الطول , وتقدر تعملها بمثلث واحد لو انت واقف مباشره اودام احد اطرف الجسم فبالتالي هتجيب زاوية وطول الوتر وهتقفل مثلث وكدا .
هي هتبان انها معقده او رخمه , بس هي دقيقه جدا وسهله في نفس الوقت , المشكلتين الي هتواجهم : انك محتاج سنسور معزول ودا بيبتباع بره , وانك عايز سنسور ال Beam angle بتاعته صغيره يعني زاوية انتشار الموجه مش كبيره عشان ميبقاش في error كبير .
وكمان هتحتاج تجيب سيرفو معزول عشان تعرف تلف السنسور
أو تجيب Ultrasonic واحد يقيسلك البعد بينك وبين الجسم ومنها هتعوض في المعادلة دي :
x/f=X/d
x= حجم ال Object او بعده في الصورة بالملم ودا هتجيبه عن طريق البكسل تشوف هو كام بيكسل والبكسل كام ميكرو او ميلي متر
X = البعد الحقيقي للجسم
d = المسافة بين ال Object وبين الكاميرا
f= ال Focal lenght بتاع الكاميرا
انت معاك ال distance to object الي انت جبتها بال Ultrasonic , ومعاك ال Focal lenght ودا بيبقا مكتوب على الكاميرا نفسها او في الداتا شيت , , ومعاك ابعاد الصورة , هيتبقالك ال object بيمثل كام بيكسل ومنها هتجيب هو كام ملم وهتجيب المسافة الحقيقية
والمفاجأه بقا : انت مش محتاج تشتري من بره ولا حاجه , روح محلات اكسسوارات العربيات , اطلب منه حساسات الركن الي بتجيبلك المسافة بينك وبين الحيطه اد ايه , دي بتبقا Waterproof وبيبقو 4 او 5 مع بعض وبيبقا سعرهم كلهم من 125 ل 15 جنيه , ومسافتهم من 2 ل 4 متر تحت المايه ;) اي خدعه ;)
حتى لو مش هتجيبو عشان تستخدمو في قياس الابعاد , هاتو قيس بيه ارتفاع او عمق الغواصة تحت المايه , وهتبقى حركة حلوة اودام الحكام , ومش كدا وبس متوجعش دماغك ب انك تبرمج كل دا وتعرضه اودامك وكدا , السنسورات دي بيجي معاها جهاز بشاشه بيعرضلك المسافة :D :D :D يا تطلع الجهاز دا فوق يا تحطه تحت وحط فوقه كاميرا من الي ب 50 جنيه :D :D :D
ممكن لو عايز تجيب حاجه اكثر دقة وتريحك اكتر , سنسور ال Lidar lite دا نفس الكلام بس هو ليزر وملوش beam angle اصلا تكاد تكون 1 او 2 درجه , ومش محتاج تعزله انت تقدر تحطه في اسطوانه وتركبه على سيرفو جوا , ومداه 40 متر , سنسور كويس ومدى الخطأ بتاعه 2 سم لما توصل 40 متر . ف هيبقى لفته حلوه ولو انت شاطر هتعرف تستغله في كذا مهمه كمان .
ازاي تبهر الحكام ؟
لو عندك وقت هات 5 سنسورات Ultrasonic , واعمل Simulation لمكان ال ROV في المايه , عن طريق انك تحط 4 على 4 جوانب الغواصة وواحد تحت عشان الارتفاع ( العمق) , وخلي الغواصة تثبت في مكان يعجبك وافضل حركها ب ايدك وخليها ترجع لوحدها لمكانها الاصلي , ولو انت مبرمج شاطر يعني تقدر تحولها ل AUV وتديها احداثيات وهي تروح وترجع تاني وكدا , ولو شاطر اوي اوي يعني اعمل Simulation ل map وخلي الحكام يضغطو على اي مكان في حمام السباحة وهي تروح لوحدها وبالارتفاع الي هم عايزينو وكدا :D
اه مش هيفيدك اوي في المهمات لأنك مش هتبقى فاضي للكلام دا , الحاجة الوحيده الي هتفيدك هي ال Position hold انك تثبت ارتفاعك واتجاهك في المايه وفكك بقا من تظبيط الطفويه ب فلين وفوم والتلصيم دا , انت هتعلمه Autonomous , بس صدقني هيفرق جدا مع نظره الحكام لجهازك وهتلاقيك اتعلمت حاجات كتير جديده , ومش بعيد الحكام لو فعلا لقوا جهازك فظيع ومحتاج فرصة انهم يحاولو يساعدوك في نطاق المسموح .
------------------------------------------------------------------------
المقالات الجايه هنتكلم عن انواع ال Joysticks وعن افضل الدواير والاليكترونيكس وكدا .
بالتوفيق للجميع
#ادعولنا :)
#BReakiN_PoInT_Future_ROV
Post a Comment