Linux / sidenote

„Hordozható time-lapse kamera Raspberry Pi-ból és ételdobozból” – Mi, mennyi, hogyan, mikor?

2013. november 4. 18:13

alkotunk, fotó, hardver, ismeretterjesztő, Linux, szoftver

Múlt héten jött a hír, hogy rendelhető a Raspberry Pi-hez készített infravörös filter nélküli kamera a Pi NoIR.

Pi NoIR

Azonnal rendeltem is egyet, majd írtam egy kommentet a HUP-ra, hogy én mire használom a kamera modult. trey-nek megtetszett, amit írtam, és írt is egy bejegyzést az ételdobozból és Raspberry Pi-ból készített time-lapse kamerámról.

Ennek eredményeképpen több megkeresést kaptam, hogy mennyibe kerül egy ilyen hordozható time-lapse kamerát összeállítani, illetve milyen szoftvereket használok, ezt próbálom most összefoglalni.

Szeretném megjegyezni, hogy az eddig elkészült felvételek még nincsenek kész, nincsenek megvágva, nincs rajtuk javítás stb. A cél egy hosszabb videó, vagy klip vagy ilyesmi készítése, és még nagyon az elején járok a dolognak.

Miből áll és mennyibe kerül?

A legegyszerűbb, ha felsorolom az alkatrészeket. (Az árak mellett feltüntettem, hogy milyen pénznemben értendők, mert pár dolgot külföldről rendeltem.)

Raspberry Pi Model B (rev2): 35 USD – Napi árfolyam kérdése, hogy Forintban mennyi.
Raspberry Pi Camera Board: 16.56 GBP – Napi árfolyam kérdése, hogy Forintban mennyi.
Wi-Fi USB adapter: ~2000–4000 HUF – Nagyon fontos, hogy elég legyen neki az az áram, amit az RPi közvetlenül le tud adni, különben powered hubot kellene használni.
SD kártya: ~5000+ HUF – Legalább 16 GB-os, class 10-es SD kártyát ajánlok, mert egy-egy fotózás alkalmával simán összejön 4–5 GB fotó.
2 db 4-es AA elemtartó: ~150 HUF – Bármelyik elektronikai üzletben kapható.
kapcsoló: ~25 HUF – Nem emlékszem, hogy mennyibe került, 100 HUF alatt van az biztos.
8 db 2500 mAh-ás 1,2 V-os NiMH akkumulátor: ~4000–8000 HUF – Az ár a márkától függ, nekem eléggé noname van. :)
ételdoboz: ~1000 HUF – Fontos, hogy légmentesen zárható legyen, így eső esetén nem folyik be a víz, a köd nem okoz gondot stb.
matt akrilfesték spray (fekete és fehér): ~2000 HUF – Az ételdoboz belülről feketére, kívülről fehérre van fújva. Belül fekete, hogy a különböző ledek fényét, villogását elnyelje nehogy becsillanjon a kamerába. Kívülről azért fehér, hogy visszaverje a fényt a melegedést elkerülendő.
UV szűrő: használtan ~500–1200 HUF
csavarok, alátétek: ~100 HUF
fényképezőgép állvány: Ehhez inkább nem írok árat (nekem korábbról volt már egy). Viszont nagyon fontos, hogy ha állvánnyal dolgozom, akkor legyen az állványon alul valami kampó, vagy más, hogy súly lehessen akasztani az aljára. Ugyanis az ételdoboz nagyobb, mint egy átlagos fényképezőgép, és a súlya még elemmel együtt is kicsi, ezért könnyen belekap a szél.
egyebek: maszkolószalag, szigetelőszalag, drót, forrasztópáka, forrasztóón, fenyőléc, laminált padlódarab. Utóbbi rögzíti a dobozt az állványra; úgy „faragtam”, hogy az állvány fejébe illeszkedjen. Ezek mind voltak itthon, árat nem tudok mondani.

Végösszeg: 28284 HUF (mindenből a legolcsóbbal és a mai USD és GBP árfolyammal számoltam).

Ebben nincs benne a fényképezőgép állvány, az itthon talált felhasznált anyagok, alkatrészek, sem az a készíttetett gyűrű, amelybe az UV szűrő illeszkedik. Nem gondoltam volna, hogy ennyit költöttem rá. Sőt, nekem 32 GB-os SD kártyám van, és nem is mindenből a legolcsóbb cucc, ráadásul több kamera modulom is van (NOiR is)… Szóval én valahol 50 ezer felett járok.

Szoftver

A legutóbb ennyit írtam a szoftverről:

A fényképezés mobiltelefonról vezérelhető:

A Pi egy USB-s WiFi modul hostapd és isc-dhcp-server segítségével szolgáltat hálózatot.

Egy SSH klienssel be lehet jelentkezni a Pi-re.

Egy egyszerű shell script a raspistill alkalmazással preview képet készít, amit netcat-tal browserbe továbbítva lehet megtekinteni.

Szintén egy shell scripttel lehet elindítani a fényképezést (5000 ms timeout).

Most ezt megpróbálom kicsit jobban kifejteni.

Az RPi-n „gyári” Raspbian fut, a fényképezéshez pedig a raspistill programot használom. Az SSH szerver szintén a „gyári”, a hostapd és az isc-dhcp-server konfigurációját pedig egyszerűen innen puskáztam:

A használt scriptek pedig letölthetők:

scripts.tar.gz

Nincs bennük semmi magic. A fényképezésre külön scriptek vannak (capture-*.sh), amelyekben csak a két kép közötti timeout az eltérő. Preview-t pedig a preview.sh scripttel lehet készíteni. Ez utóbbi ahhoz kell, hogy a fényképezés elindítása előtt rendesen be lehessen állítani az állványt és a kamerát.

Képek feldolgozása

A képek bizgetéséhez ImageMagick-et használok. Itt egy szokásos, csak croppoláshoz és átméretezéshez használt parancs, ami végigmegy a megadott könyvtárban található összes jpg fájlon:

mogrify -gravity northwest -crop 2592x1458+0+308 +repage -resize 1920x -format png \
-path /media/szantaii/Tibor/capture/cap1_processed/ /media/szantaii/Tibor/capture/cap1/*.jpg

Egy másik paraméterezéssel már a színeket is állítgattam (ennek az eredménye látható a poszt végén):

mogrify -gravity northwest -contrast -contrast -color-matrix "1.2 -0.1 -0.1 -0.1 1.2 -0.1 -0.1 -0.1 1.2" \
-crop 2592x1458+0+243 +repage -resize 1920x -format png \
-path /media/szantaii/Tibor/capture/cap28_processed_enhanced/ /media/szantaii/Tibor/cap28/*.jpg

Az utolsó példában pedig egy 1,6 fokos forgatás, vágás és átméretezés van:

mogrity -gravity center -background "rgb(0,255,0)" -rotate "1.60" +repage -gravity northwest \
-crop 2446x1376+54+176 +repage -resize 1920x -format png \
-path /media/szantaii/Tibor/capture/cap30_processed/ /media/szantaii/Tibor/capture/cap30/*.jpg

A felsoroltakon kívül még az ImageMagick -sigmoidal-contrast operátorával „játszottam”.

Az eddigi parancsokkal csak a képeket dolgoztam fel. A képekből a videót pedig FFmpeg-gel fűzöm össze. A végeredményt 30 és 60 fps-be is ki szoktam renderelni, hogy lássam melyik néz ki jobban. A 30 és a 60 fps generálása között csak annyi a különbség, hogy az FFmpeg-nek meg kell adni, hogyan értelmezze a bemenetként szolgáló képeket, vagyis az -r kapcsoló után 30-at vagy 60-at kell írni.

ffmpeg -r 30 -i %06d.png -vcodec libx264 -vprofile high444 -vlevel 4.2 -pix_fmt yuv420p ~/Desktop/test_30fps.mp4

ffmpeg -r 60 -i %06d.png -vcodec libx264 -vprofile high444 -vlevel 4.2 -pix_fmt yuv420p ~/Desktop/test_60fps.mp4

Hirtelen (az elmúlt másfél órában) ennyi jutott eszembe.

Ezen „dolgozom” mostanában

Írta: szantaii

2013. szeptember 22. 10:41

alkotunk, fotó, hardver, Linux, szoftver

Raspberry Pi stencil

Nem a stencilen. Azon Király András dolgozott: aprólékos munkával kivágta az 5 cm magas mintát, és ráfújta arra a dologra, amin „dolgozom”.

A legutóbbi befuccsolt projektem után, arra gondoltam, hogy valami egyszerűbbel próbálkozom: építek egy hordozható kamerát. Mindehhez egy Raspberry Pi-t, a hozzá tartozó kamera modult, néhány újratölthető elemet és egy hermetikusan zárható ételdobozt használtam fel.

A célom, hogy kihozzam a maximumot a Raspberry Pi kamera moduljából, hogy megmutassam… Valamit, amit még meg kell, hogy fogalmazzak. Igazából ez nekem hobbi és játék. Szeretnék egy érdekes, Budapestet bemutató timelapse videót összerakni.

A működéséről röviden, tömören – és valószínűleg a többség számára érthetetlenül – a képek után.

A táp 2 × 4 db sorban kötött 1.2 V-os 2500 mAh-ás akkumulátor párhuzamosan kötve. Így jön össze a 4.8 V és az 5000 mAh, amivel kb. 4,5–5 órát tényleg ki is bír a Pi.

A fényképezés mobiltelefonról vezérelhető:

A Pi egy USB-s WiFi modul hostapd és isc-dhcp-server segítségével szolgáltat hálózatot.
Egy SSH klienssel be lehet jelentkezni a Pi-re.
Egy egyszerű shell script a raspistill alkalmazással preview képet készít, amit netcat-tal browserbe továbbítva lehet megtekinteni.
Szintén egy shell scripttel lehet elindítani a fényképezést (5000 ms timeout).

A következő playlistben láthatók 30 és 60 fps-sel lejátszva az eddig készített felvételek. Tudom, hogy nem jó az optika – hisz ez csak egy kis fix fókuszos „vacak” –, amatőr stb., de mint mondtam, ez nekem hobbi és játék. Remélem, azért másnak is tetszik majd az eredmény.

Végül álljon itt a Raspberry Pi Foundation-t vezető Eben Upton előadása a napokban tartott LinuxCon North America 2013 konferenciáról. (Nagyon jó.)

Basis of a Raspberry Pi controlled car(?)

Írta: szantaii

2013. július 21. 21:50

alkotunk, gizmó, hardver, Linux, szoftver

About a month and a half ago I planned to build a Raspberry Pi controlled car. The idea was to control it through WiFi with live video feedback. Unfortunately the car won’t be built due to lack of money and time, etc.

However I gathered a little experience during this “project”, so I’m sharing it through a guide on how to put together all the necessary hardware and software parts together. First, though, here are the main weaknesses of my setup:

The live video feed takes about 30–50% the Pi’s CPU, depens on motion.
High lag (up to 2 seconds).
Jittery software PWM.

In sum, this guide shows how to control a DC and a servo motor with live video feedback, but the end result will be slow and imprecise.

Hardware

I planned to use two motors for the car, a DC motor for driving and a servo motor for steering. I followed The Adafruit Learning System’s guides for controlling a DC and a servo motors using the Raspberry Pi, so I won’t go into the details of the hardware setup and PWM signaling.

I combined the circuit diagrams of the two guides into one using Fritzing. You can download the Fritzing format of the diagram, it’s included in the downloadable tarball (doc directory) towards the end of the post.

Software

The idea was to control the car through a simple webpage with embedded live video. This had set the course which led me to use the following software setup.

Architectural diagram

Note: As for the OS I stayed with Raspbian, and since I didn’t have a camera board I used a webcam.

Necessary packages

First let’s install the necessary packages.

$ sudo apt-get install subversion libjpeg8-dev imagemagick python-rpi.gpio lighttpd

Subversion will be needed to checkout MJPG-Streamer’s source from SourceForge, while ImageMagick and libjpeg8-dev are needed for building MJPG-Streamer. RPi.GPIO is a Python package which we’ll use to control the GPIO pins, and lighttpd will serve the web page to the client.

MJPG-Streamer

Now we’ll checkout MJPG-Streamer’s source from SourceForge, enter the proper directory, modify the Makefile, and build MJPG-Streamer.

$ svn co https://mjpg-streamer.svn.sourceforge.net/svnroot/mjpg-streamer mjpg-streamer
$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer
$ sed -i 's/$(CC) $(CFLAGS) $(LFLAGS) $(OBJECTS) -o $(APP_BINARY)/$(CC) $(CFLAGS) $(OBJECTS) $(LFLAGS) -o $(APP_BINARY)/g' Makefile
$ make

If MJPG-Streamer was built successfully, edit your /etc/rc.local file.

$ sudo nano /etc/rc.local

Add the following lines right before the exit 0 statement. This command will launch MJPG-Streamer at system startup.

1
2
3
4
5
6

# Start MJPG-Streamer on multiuser runlevels
/home/pi/mjpg-streamer/mjpg-streamer/mjpg_streamer \
-i "/home/pi/mjpg-streamer/mjpg-streamer/input_uvc.so \
-f 30 \
-r 640x480" \
-o "/home/pi/mjpg-streamer/mjpg-streamer/output_http.so"

Lighttpd

Edit lighttpd’s config file.

$ sudo nano /etc/lighttpd/lighttpd.conf

Make sure that lighttpd’s document root is the /var/www directory.

server.document-root = "/var/www"

Add the following lines to the end of the file. These will load the CGI module, create an error log at /var/log/lighttpd/breakage.log, run Python scripts with a “custom” binary, and map the /usr/lib/cgi-bin/ directory to the document root as cgi-bin/.

server.modules += ( "mod_cgi" )
server.breakagelog = "/var/log/lighttpd/breakage.log"
cgi.assign = ( ".py" => "/usr/bin/python-root" )
alias.url = ( "/cgi-bin/" => "/usr/lib/cgi-bin/" )

Make lighttpd start on system startup, and restart lighttpd to use the updated configuration.

$ sudo update-rc.d lighttpd defaults
$ sudo service lighttpd restart

Nasty Python hack

I was using RPi.GPIO version 0.5.3a for controlling the GPIO pins and at the moment RPi.GPIO needs root permission to do this. So I needed to run the Python scripts as root, but since lighttpd can not be run as root – which would be a sechole – I needed to hack a little bit.

I found the solution in Dav’s Raspberry Pi – Controlling GPIO from the Web post: I made a copy of Python’s executable and gave it the setuid attribute.

$ sudo cp /usr/bin/python2.7 /usr/bin/python-root
$ sudo chmod u+s /usr/bin/python-root

Note: All Python scripts executed by lighttpd will now run as root. DO NOT USE THIS ON ANY PUBLIC SERVER AS THIS IS “A POTENTIALLY DANGEROUS TECHNIQUE”.

Control scripts

You can download the GPIO control scripts and the client web site by either clicking the link below or typing the following command.

motorcontrol.tar.gz

$ wget http://sidenote.hu/wp-content/uploads/2013/07/motorcontrol.tar.gz

Now all we have to do is to extract the archive, copy all the files to the proper places, and add some permissions.

$ tar -xvzf motorcontrol.tar.gz
$ cd motorcontrol
$ sudo cp cgi-bin/* /usr/lib/cgi-bin/
$ sudo chmod +x /usr/lib/cgi-bin/*.py
$ sudo cp -R www/* /var/www/

The code in the archive is mostly uncommented especially the JavaScript part, but it’s not complicated.

The client side uses jQuery, so you’ll have to download jQuery 2.0.2 minified and copy it to /var/www/js/, or use the following command.

$ sudo wget http://code.jquery.com/jquery-2.0.2.min.js -O /var/www/js/jquery-2.0.2.min.js

The final step is to download a HTML5 CSS reset and place it in /var/www with the name reset.css.

$ sudo wget http://reset5.googlecode.com/hg/reset.css -O /var/www/reset.css

Using the software

If everything was setup correctly then all you have to do is to enter your Pi’s IP in your browser’s address bar, and you should see the webpage with the controls and the live video.

You can either use the mouse or the keyboard to control the motors. If you use the mouse, then you can turn the servo by clicking on the left or right arrows (this will toggle the direction), and drive motor by holding down left click on the forwards or backwards arrow. When you use the keyboard you have to keep the arrow keys pressed to turn or drive the motors.

bash-weather #2

Írta: szantaii

2013. május 27. 11:29

alkotunk, gizmó, Linux, szoftver

Csak röviden, tömören: elkészült a múltkor beharangozott bash-weather.

bash-weather

Megtalálható a bash.sidenote.hu-n, de elsődlegesen a GitHub-on.

Bash

bash-weather

Írta: szantaii

2013. május 16. 11:25

alkotunk, Linux, szoftver

Folytatom a teljesen értelmetlen, ámde bonyolultabbnál bonyolultabb shell scriptek írását. Most egy időjárásjelentő script van soron. Íme a mockup:

bash-weather

A script úgy működik, hogy a gép IP címe alapján lekéri a jelenlegi tartózkodási helyünket (freegeoip.net), majd az OpenWeatherMap-ről leszedi a jelenlegi időjárási adatokat, valamint az előrejelzést. Ez eddig nem volt para, csak XML-t kellett parsolni, ami Bash-ben némi Perl regexp grep-pel simán megoldható.

Viszont némi segítségre volna szükségem a nagy ASCII képeket illetően. Művészi véna hiányában nem vagyok jó ilyenek „rajzolgatásában”, ezért olyasvalakit keresek, aki elkészítené a szükséges ASCII képeket. Az OpenWeatherMap API/Weather Codes oldalon, az Icon List szekcióban megtalálható, hogy milyenek kellenek:

tiszta ég (napsütés, éjszakai ég),
kevés felhő (nappali és éjszakai változat),
felhős (ebből elég egy fajta),
tiszta – esős (külön nappali, éjszakai),
eső,
zápor/felhőszakadás,
havazás,
köd.

Ráadásul, hogy mindezt nehezítsem, ezekre 40×16 karakter (40 oszlop, 16 sor) méretben volna szükségem.

Help, I need somebody,
Help, not just anybody,
Help, you know I need someone,
Help!

Bash

bash-life

Írta: szantaii

2013. április 30. 9:29

alkotunk, gizmó, Linux, szoftver

A bash-gorillas után itt a „legújabb” shell scriptem, a bash-life. Igazából tavaly nyáron írtam, de csak most tettem rendbe a kódot.

Így néz ki, természetesen karakteres képernyőn:

bash-life
+------------------------------------------------------------------------------+
| |
| |
| |
| |
| |
| o |
| o |
| ooo |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
+------------------------------------------------------------------------------+
Navigate: arrow keys, Toggle cell: spacebar Start: 's', Quit: 'q'

A bash-life egy Bash-ben írt Game of Life szimulátor. Hogy mi az a Game of Life, a Wikipédiáról megtudható:

Az életjátékot (angolul: The Game of Life) John Conway, a Cambridge Egyetem matematikusa találta ki. Játékként való megnevezése megtévesztő lehet, mivel „nullszemélyes” játék; és a „játékos” szerepe mindössze annyi, hogy megad egy kezdőalakzatot, és azután csak figyeli az eredményt. Matematikai szempontból az ún. sejtautomaták közé tartozik. A játék egyes lépéseinek eredményét számítógép számítja ki […]

A négyzetrács mezőit celláknak, a korongokat sejteknek nevezzük. Egy cella környezete a hozzá legközelebb eső 8 mező (tehát a cellához képest „átlósan” elhelyezkedő cellákat is figyelembe vesszük, feltesszük hogy a négyzetrácsnak nincs széle). Egy sejt/cella szomszédjai a környezetében lévő sejtek. A játék körökre osztott, a kezdő állapotban tetszőleges számú (egy vagy több) cellába sejteket helyezünk. Ezt követően a játékosnak nincs beleszólása a játékmenetbe. Egy sejttel (cellával) egy körben a következő három dolog történhet:

A sejt túléli a kört, ha két vagy három szomszédja van.

A sejt elpusztul, ha kettőnél kevesebb (elszigetelődés), vagy háromnál több (túlnépesedés) szomszédja van.

Új sejt születik minden olyan cellában, melynek környezetében pontosan három sejt található.

Szóval, ezen szabályok alapján működik a bash-life is. A játék indítása után a négyzetrácson a nyíl gombokkal lehet navigálni, space-szel lehet egy sejtet életre kelteni/kinyírni, az „s” billentyűvel indítható a szimuláció, „q”-val pedig bármikor ki lehet lépni.

Előkövetelmény Bash ≥ 4.2, ncurses-bin és minimum 80×6 méretű terminál (ez utóbbi még változhat). A kód elérhető GitHub-on, a futtatáshoz pedig a következőket kell terminálba bepötyögni:

$ git clone https://github.com/szantaii/bash-life.git
$ cd bash-life
$ bash bash-life.sh

További fejlesztések:

a kód további kommentelése;
~~bejegyzés létrehozása a bash.sidenote.hu oldalon.~~

Bugreportot küldhettek mailen, akár diffet is, de jöhetnek a pull request-ek is GitHub-on.

Bash

bash-gorillas

Írta: szantaii

2013. április 8. 11:53

alkotunk, gizmó, játék, Linux, szoftver

Ezt írtam legutóbb:

A következő nagy projekt a Gorillas játék Bash változata. Hosszú lesz megírni, és egészen biztos vagyok benne, hogy fájdalmasan lassan fog futni, de akkor is… Jó lesz!

Nem volt hosszú, vagy nehéz megírni, és nem fut „fájdalmasan lassan” sem (ez persze géptől függ), viszont tényleg jó lett.

bash-gorillas

Előkövetelmény Bash ≥ 4.2, ncurses-bin, bc és minimum 80×22 méretű terminál. A kód elérhető GitHub-on, a futtatáshoz pedig a következőket kell terminálba bepötyögni:

$ git clone https://github.com/szantaii/bash-gorillas.git
$ cd bash-gorillas
$ bash bash-gorillas.sh

További fejlesztések:

~~README frissítése (hét második fele);~~
~~kód kommentezése (majd valamikor);~~
dobás szög és sebesség felhasználó által való javítási lehetősége ~~(ezt a hét második felében megcsinálom);~~
~~max_speed, wind_value beállítása a játék indításakor getopts használatával (hétvégén vagy jövő héten megírom);~~
~~bejegyzés létrehozása a Projektek, illetve a bash.sidenote.hu oldalakon.~~

A hátralevő fejlesztések ellenére már használható a cucc. Viszont ne habozzatok írni, ha találtok bugot, elérhetőségem a Rólunk oldalon. (Diffeknek örülnék a legjobban.)

Bash-ben

Írta: szantaii

2013. március 11. 22:08

alkotunk, gizmó, Linux, szoftver

#!/bin/bash

Az utóbbi időben mindenféléket írogatok, Bash-ben. Hogy miért shell script? Egyszerűen azt is mondhatnám, miért ne, de igazából arról van szó, hogy élvezem ennek a nyelvnek a használatát. Adatstruktúrából nincs sok, van tömb, asszociatív tömb és kb. ennyi, nincs objektum, nincs beépített lebegőpontos aritmetika. :) Igazi kihívás valami bonyolultabb problémát shell scriptben megírni, mégis előfordul, hogy a megoldás egész hatékony.

Ismét felmerül a kérdés, hogy miért próbálok bonyolult dolgokat shell scriptben megcsinálni, mikor azokra vannak más, bejáratott programozási nyelvek, metódusok. Egyszerűen azért mert szívás. Folyton workaroundokban kell gondolkodni, különböző trükköket kell bevetni, gondolkodtat, és szeretem feszegetni a határokat. Emellett ott van még a teljes userland, amit aztán úgy használok, ahogy csak akarok. A megoldás természetesen nem a leggyorsabb, néha fájdalmasan is lassú lehet, viszont shell scripteket könnyedén és gyorsan lehet írni.

Létrehoztam egy oldalt, ahol közzétettem néhány scriptemet: http://bash.sidenote.hu/

Eddig a következőket tettem fel:

ASCII labirintus generátor,
Debian font csomag preview script,
logaritmikus spirál kirajzoló script,
Mandelbrot halmaz kirajzoló script.

Minden script GNU GPL v3-as licenccel van ellátva. Hogy a licenc mit enged és mit nem, megtaláljátok a shell script oldalon. További scriptek várhatók, pl. amint lesz időm szépen bekommentezem, és kiteszem a Bash-ben írt Game of Life szimulátoromat, mely az alábbi képre kattintva működés közben is megtekinthető. VIGYÁZAT, MÁSFÉL MEGÁS ANIMGIF!

A következő nagy projekt a Gorillas játék Bash változata. Hosszú lesz megírni, és egészen biztos vagyok benne, hogy fájdalmasan lassan fog futni, de akkor is… Jó lesz!