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Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi

Roboter Autos mit dem Raspberry Pi

Mein großer BigRob Roboter ist so gebaut, dass dieser viele Stunden im Freien operieren kann. Ausgestattet mit einer Raspberry Pi Kamera kann dieser Roboter nicht nur einen live Video Stream seiner Umgebung erzeugen sondern auch die Bilder für Zeitraffer-Video Aufnahmen so genannte Timelapse Videos aufnehmen. Genauer gesagt kann er mit der Kamera die dafür notwendigen Bilder wie z. B. jede Sekunde ein Bild speichern und anschießend aus den tausenden Einzelbildern dann ein Video erstellen.

Das folgende Bild zeigt meinen Raspberry Pi 2 Model B mit der Weitwinkelkamera.

Raspberry Pi - Zeitraffer Video Kameraaufbau

Raspberry Pi – Zeitraffer Video Kameraaufbau

Wie genau das funktioniert möchte ich hier in dem kurzen Tutorial anhand eines Raspberry Pis erklären.

Benötigte Komponenten

Zunächst einmal die Amazon Shop Liste der Komponenten die für dieses Projekt benötigt werden.

Raspberry Pi Computer

Ich empfehle für dieses Projekt den aktuellen Rapberry Pi 3 Model B+. Der Raspberry Pi 3 ist sehr gut geeignet da für die Erstellung des Videos Rechenleistung benötigt wird. Bitte wirklich darauf achten, dass das neueste Modell genommen wird mit 1,4 GHZ.

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Raspberry Pi Kamera Weitwinkel

Als Kamera verwende ich immer sehr gerne eine Weitwinkel Kamera. Dieses Modell habe ich häufiger an einen Roboter Modellan am Einsatz.

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Micro SD-Karte

Als micro SD-Karte reicht ein einfaches Modell. Denn die vielen Bilder werden auf einem USB Stick gespeichert.

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USB Stick

Beim USB Stick empfehle ich ein Modell das mindestens 64GB groß ist und nicht zu langsam von der Schreibegeschwindigkeit ist. Ich selber habe ein günstiges Modell für diese Anleitung verwendet das ca. 4 MB/s schreibt. Das ist schon arg langsam wenn man ein paar GB Bilder und Videos kopieren möchte.

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Benötigte Software

Ich setze voraus, dass das neueste Raspbian installiert ist und ein Terminal Fenster z. B. über SSH geöffnet ist. Denn als erstes muss noch ffmpeg installiert werden um später das Video aus den vielen Einzelbildern erstellen zu können.

Für die Installation von ffmpeg bitte den folgenden Befehl im Terminalfenster ausführen.

Befehl: sudo apt-get install ffmpeg

Nach der Installation von ffmpeg ist soweit alles an Software vorhanden was benötigt wird.

Kamera aktivieren

Nach dem die Raspberry Pi Kamera mit dem CSI Kabel angeschlossen wurde muss diese noch im Menüpunkt Interfaces des Konfigurationsmenüs unter Raspbian aktiviert werden. Dazu bitte den folgenden Befehl ausführen und die Kamera aktivieren.

Befehl: sudo raspi-config

Jetzt den Raspberry Pi bitte neustarten nach dem die Kamera aktiviert wurde.

USB Stick einbinden

Der USB Stick muss noch formatiert und eingebunden werden. Dazu bitte den Schritte in dieser hier verlinkten sehr ausführlichen Anleitung folgenRaspberry Pi: USB-Stick und USB-Festplatte einbinden.

Für den Fall das der Link nicht mehr erreichbar sein sollte hier die wesentlichen Befehle um den USB Stick als exFAT (unter Windows formatiert) einbinden zu können.

1. Software Installation:

Befehl: sudo apt-get -y install ntfs-3g hfsutils hfsprogs exfat-fuse

2. Geräte Namen suchen:

Befehl: sudo blkid -o list -w /dev/null

3. USB Stick als exFAT einbinden (z. B. unter Windows entsprechend formatiert)

Befehl: sudo mount -t exfat -o utf8,uid=pi,gid=pi,noatime /dev/sda1 /media/usbstick

Bilder Aufnahme-Skript

Das Skript das die Bilder erstellt ist mehr oder weniger ein Python Skript das einen Befehl in der Kommandozeile ausführt. Der Pythonrahmen ist daher nicht notwendig macht aber die Bedienung vielleicht etwas einfacher. Den folgenden Code einfach in eine Datei mit dem Beispielhaften Namen “take_picture.py” speichern.

import os
import time

# runtime is the time how long the time lapse should record pictures in minutes
runtime_min = 20

# millisecond calculation
runtime = runtime_min * 600000

# intervall is the time between each picture in seconds
intervall = 1

# millisecond calculation
intervall *= 1000

# picture destination path
dest_pic = ‘/media/usbstick/pictures/’

print (“Starting time lapse for “+ str(runtime_min) +” minutes.”)
os.system(“raspistill -t “+str(runtime)+” -tl “+str(intervall)+” -o “+ dest_pic +”image%06d.jpg -w 1920 -h 1080”)
print (“finished.”)

Damit das Skript die Bilder speichern kann, muss auf dem in das System eingebundenen USB Stick noch der Ordner “/media/usbstick/pictures” angelegt werden.

Anschließend kann das Programm mit dem folgenden Befehl ausgeführt werden.

Befehl: sudo python take_picture.py

Ab jetzt sollten die Bilder der Kamera im Ordner “/media/usbstick/pictures” abgespeichert werden.

Erstelle Zeitraffer Video-Skript

Damit das Video erstellt werden kann müssen die Bilder von ffmpeg gelesen werden können. Dazu habe ich diesmal ein kleines Shell Skript erstellt. Dieses einfach wieder mit dem folgenden Namen “ffmpeg.sh” und Inhalt erstellen.

#!/bin/bash
ffmpeg -y -f image2 -pattern_type glob -i ‘/media/usbstick/pictures/*.jpg’ -r 24 -vcodec libx264 -profile high -preset slow /media/usbstick/animation.mp4

Dann die Dateirechte noch so ändern, dass das Skript ausgeführt werden kann. Am einfachsten aber auch nicht sehr schön geht dies mit dem folgenden Befehl.

Befehl: sudo chmod 777 ffmpeg.sh

Mit dem folgenden Befehl kann das Skript gestartet werden. Es erstellt dann die Videodatei animation.mp4.

Befehl: sudo sh ./ffmpeg.sh

Nach dem das Video erstellt wurde kann dieses z. B. mit dem Video Lan Player angeschaut werden.

Hier ein Video das ich mit einem Raspberry Pi 2 Model B und einer Raspberry Pi Weitwinkelkamera aufgenommen habe. Dazu habe ich die von mir hier vorgestellten Skripte verwendet.

Zusammenfassung:

Diese Anleitung so knapp wie sie beschrieben wurde sollte die Grundlagen vermitteln wie viele Einzelbilder mit einer Raspberry Pi Kamera aufgenommen werden können um diese anschließend in ein Zeitraffer Video zu verarbeiten. Das tolle an dieser Lösung ist meiner Meinung nach, dass alle Tools kostenlos sind und zuverlässig arbeiten. Wichtig ist, dass immer der USB Stick eingebunden wird damit nicht die micro SD-Karte überläuft.

Artikelübersicht

Die folgenden Beiträge sind bis jetzt run um das Thema Zeitraffer Video von mit geschreiben worden.

Raspberry Pi Timelapse Fotografie Tutorial – Bilder im Zeitraffer-Video

Raspberry Pi Timelapse Fotografie Tutorial – Web-Oberfläche

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