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動(dòng)機(jī)

自行車：它不僅是長(zhǎng)途旅行捕捉風(fēng)景的好工具，而且還是騎自行車的人重要的安全裝備。諸如GoPro，Sony Action Cam和Fly6之類的相機(jī)都相對(duì)昂貴，并且也許不如應(yīng)有的方便使用。我們想設(shè)計(jì)一種更便宜，開源且以騎車為中心的動(dòng)作相機(jī)。

設(shè)計(jì)

動(dòng)作相機(jī)的設(shè)計(jì)必須基于現(xiàn)成的組件。如果你們可以使用3D打印機(jī)和烙鐵，則可以構(gòu)建此項(xiàng)目。考慮到這一點(diǎn)，我們從Raspberry Pi A +開始，Raspberry Pi A +是Model A的更新版，低功耗版本。最重要的是攝像頭模塊，Google搜索告訴我們可以進(jìn)行構(gòu)建，因此我們從那里開始進(jìn)行構(gòu)建。我們建立的第一個(gè)原型使用的是開放源代碼的情況，只是為了確保相機(jī)能夠正常工作。鑒于此我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)很簡(jiǎn)單：

1. 電池壽命長(zhǎng)

2. 無線通信

3. 簡(jiǎn)單耐用的外殼

第一個(gè)目標(biāo)意味著要有一塊大電池，GoPro長(zhǎng)達(dá)一個(gè)小時(shí)半的電池續(xù)航時(shí)間不會(huì)縮短它的續(xù)航時(shí)間，第二個(gè)意味著同時(shí)具有藍(lán)牙和WiFi，因此不需要額外的硬件即可與相機(jī)接口，最后一個(gè)目標(biāo)在確定前兩個(gè)目標(biāo)方面也發(fā)揮了重要作用。雖然設(shè)計(jì)孔/槽以使每個(gè)端口在外殼外部都可以使用，這使事情變得更加方便，但同時(shí)也降低了結(jié)構(gòu)的完整性和耐水/防塵性。

硬件

我們首先嘗試在Pi上盡可能緊密地包裝外圍設(shè)備，最大的障礙是USB WiFi適配器，它比其他任何東西都突出得多。我們用一些側(cè)面切割器和烙鐵卸下了USB插孔，并將帶狀電纜連接到裸露的數(shù)據(jù)線和電源線上。然后，我從塑料盒中取出WiFi適配器，然后將電線直接焊接到其板上。接下來，我們將藍(lán)牙模塊熱粘到Pi的頂部，并將更多的帶狀電纜連接到下面的接頭。我們還用稍長(zhǎng)的電纜連接了兩個(gè)按鈕。

空間已經(jīng)非常狹窄，我們?nèi)匀恍枰惭bLiPo充電器/增壓器。我們進(jìn)行了一些快速測(cè)量，并打印出了對(duì)電路板的支撐。

將所有物品都安裝在Pi的頂部后，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)外殼來解決它。我們打印了一個(gè)快速的基礎(chǔ)，看看我們的測(cè)量值是否對(duì)齊。

現(xiàn)在，我們有了一個(gè)很好的主意，最終的x和y尺寸將是什么。我們想讓相機(jī)保持盡可能接近Pi的尺寸，這意味著大電池必須緊貼Pi底部的下方。我們打印了一些墊片，以使LiPo不會(huì)被任何突出的接頭刺破。之后，我們打印了更多的測(cè)試件以確保Pi，電池，充電端口，按鈕和開關(guān)合適。

一旦確定一切都適合，我們就印在箱子的下半部分。兩個(gè)按鈕通過熱膠固定，而Pi用螺絲固定在外殼上。

完成外殼的底部后，我們現(xiàn)在必須找出一種將攝像頭模塊安裝到頂部的方法。在以前的相機(jī)盒中，我們?cè)ㄟ^其四個(gè)安裝孔使用拉力來固定相機(jī)，但是，我們想要更牢固的東西。我們?yōu)橄鄼C(jī)板設(shè)計(jì)了平臺(tái)，該平臺(tái)可通過螺絲將板固定在其上。

這種設(shè)計(jì)的額外好處是可以將螺釘反轉(zhuǎn)，從而可以使用外殼外部的螺紋來安裝攝像機(jī)或附件。

螺釘在此方向上部分凹入，以防止任何東西卡在前面。

軟件

Pi運(yùn)行由Alex Eames編寫的腳本，該腳本在啟動(dòng)時(shí)會(huì)監(jiān)聽兩次按鍵之一。靠近邊緣的按鈕開始錄制，而中間的按鈕停止錄制。我們必須對(duì)腳本進(jìn)行一些更改，以便它可以在A +上運(yùn)行，可以在GitHub上找到它。

雖然Pi仍然具有其HDMI輸出，并且可以訪問許多未使用的GPIO，但主要的通信方法是ssh。A +只有一個(gè)USB端口，沒有以太網(wǎng)，因此沒有太多選擇?？梢允褂肍TP / SFTP客戶端從Pi發(fā)送和讀取文件，也可以通過命令行訪問文件。也可以使用此處介紹的方法通過硬連接訪問卡。藍(lán)牙至串行模塊可以配對(duì)并用于觸發(fā)錄制的開始和停止，從而減輕了兩個(gè)硬件按鈕的局限性。還可以添加諸如延時(shí)或運(yùn)動(dòng)觸發(fā)警報(bào)之類的功能。

結(jié)論

到目前為止，這是我們獲得項(xiàng)目以來最參與的3D打印項(xiàng)目，這樣的項(xiàng)目確實(shí)凸顯了3D打印可以徹底改變個(gè)人和小型公司的產(chǎn)品開發(fā)的多種方式。

這也是一個(gè)需要大量自定義才能高效執(zhí)行的項(xiàng)目，如果將所有組件都放在一個(gè)項(xiàng)目箱中，將無法控制形狀因素，而形狀因素是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。能夠投入大量精力進(jìn)行案例設(shè)計(jì)是一次很棒的經(jīng)歷，并且使我們了解到了我們最近接觸過的一個(gè)過程。

我們一直在糾結(jié)的一件事是何時(shí)退出，我們很難擺脫不斷重新評(píng)估我們的工作的過程。但是，這是我們現(xiàn)在停止的地方。我們對(duì)設(shè)計(jì)和所學(xué)到的知識(shí)感到滿意，但是我們也知道有很多修改需要做。

下載1：OpenCV-Contrib擴(kuò)展模塊中文版教程

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下載2：Python視覺實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目52講

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