Zum Inhalt wechseln


Foto

Multispektralkamera Informationen gesucht


  • Bitte melde dich an um zu Antworten
7 Antworten in diesem Thema

#1 H3ctor

H3ctor
  • 632 Beiträge
  • OrtBezirk HF
  • DJI S1000
    TM830 mit T-Motor U3-700
    TM830 mit DJI E800
    DJI Mavic Air
    DJI F650
    Racer Lisam LS-210
    KingKong Tiny 6

Geschrieben 13. Mai 2018 - 19:17

Hallo Leute,

 

ich bin ein ziemlicher Technikfreak und interessiere mich brennend für das Thema Multispektralkameras und entsprechende Software. Leider habe ich zu diesem Thema im Internet bisher wenig gefunden.

Im Prinzip stößt man immer wieder auf eine Software und eine Kamera: Pix4Dag und Parrot Sequoia

 

Nun hätte ich folgende Fragen:

1.) Hat jemand von euch grundsätzlich Erfahrung in diesem Bereich? Welche technischen Lösungen sind machbar, wie setzt ihr diese Technologie ein?

2.) Gibt es kostengünstigere Alternativen? Die Kamera mit 4000€ und die Software mit 1200€/Jahr sind kein Schnäppchen - schon gar nicht, wenn man diese Technologie erst mal "probieren" möchte.

3.) Wofür ist die Software eigentlich genau notwendig. Ich gehe davon aus, dass die Kamera Bilder in den entsprechenden Bereichen aufnimmt - theoretisch sollte man somit doch ohne Software auskommen, oder irre ich mich?

4.) Welche Literatur oder andere Informationsquellen könnt ihr mir empfehlen, sodass ich mich einmal in die Materie einlesen kann.

 

Ich bin schon sehr gespannt auf eure Antworten

 

Danke



#2 el Kopto

el Kopto
  • 2.384 Beiträge
  • OrtNorddeutschland
  • Hexa / Matrice 100 hybrid mod / Jordana Endurance mit N3 + LB2 + PulseKraft PWM Erweiterung

Geschrieben 14. Mai 2018 - 10:20

Wenn es darum geht, erste Erfahrungen zu sammeln, kann man das sicherlich günstiger erreichen.

 

Fängt schon bei ca. 30 EUR an. Dafür bekommt man einen RasPi Zero + RasPi Camera. Letztere gibt es auch in einer Variante ohne IR Sperrfilter.

 

Mehrere (USB-)Kameras gleichzeitig kann man mit Linux- oder Android Boards betreiben, um damit über eine Funkübertragungsstrecke auch mehrere Bilder parallel (side-by-side, PIP etc.) zu übertragen.

 

Für erste Experimente im Wärmebild-Bereich gibt es - etwas Entwickler-Ambitionen voraussgesetzt - auch recht günstige Einstiege, z.B. mit diesem Modul: https://www.heise.de...te-3921562.html

Oder auf Basis des Flir Lepton Moduls: https://learn.sparkf...on-hookup-guide

 

Damit deckst Du dann insgesamt schon mal drei Spektren ab. Ist aber narürlich keine Lösung, die out-of-the Box funktioniert, dafür aber zu einem Bruchteil des Preises einer Parrot Sequoia+ und deren Software-Abo.


Bearbeitet von el Kopto, 14. Mai 2018 - 10:30.


#3 H3ctor

H3ctor
  • 632 Beiträge
  • OrtBezirk HF
  • DJI S1000
    TM830 mit T-Motor U3-700
    TM830 mit DJI E800
    DJI Mavic Air
    DJI F650
    Racer Lisam LS-210
    KingKong Tiny 6

Geschrieben 14. Mai 2018 - 11:01

Danke für deine tolle Antwort.

 

Ich möchte jedoch noch einen Step früher einsteigen: Wie funktioniert Multispektralanalyse und wie kann man dadurch den Gesundheitszusand von Vegetationen feststellen?!

Wie kann ich mit deinen Tipps die Farbspektren seperat aufnehmen? Brauche ich dazu keine spezielle Kamera?



#4 WiSi-Testpilot

WiSi-Testpilot
  • 835 Beiträge
  • Ortwestliches Münsterland
  • Kopter mit N3 & A3,
    Videoübertragung: LB2 mit CrystalSky & Connex.
    Kameras: Zenmuse Z3, Gopro H3+, Sony RX0,
    Sony A 6000 (NIR, Vis & UV),
    Flir Vue Pro 336 (LWIR),
    Connex ProSight (NIR)

Geschrieben 15. Mai 2018 - 07:21

Zwei grundlegende Dinge braucht man zum Verständnis:
1)
CCD (gelbe Kurve) und CMOS Sensoren sehen auch jenseits des sichtbaren Lichts, also im Bereich von ca. 700-1100 nm. Diesen Bereich nennt man Nahes Infra Rot (NIR), weil er nahe am sichtbaren Spektrum liegt. Normale Fotoapparate haben ein NIR-block Filter eingebaut, der nur das sichtbare Licht durchlässt. So entspricht das vom Sensor detektierte Spektrum ungefähr dem des menschlichen Auges und man erhält ein farbgetreues Bild.
2)
Gesunde Vegetation (rote Kurve) reflektiert im NIR ca. 6 x stärker als im visuellen Bereich. Aus diesem Verhältnis lässt sich die „Gesundheit“ der Vegetation ableiten, google „NDVI“.

Für Hobbyanwendungen kann man diesen NIR Bereich leicht sichtbar machen. Es geht mit jeder billigen FPV Kamera. Was man sehen möchte, muss man durch optische Filter einstellen.

Google zB auch „NIR mit dem Kopter“.

Nachtrag: Quellen zum Diagramm hinzugefügt.

Siliziumbande abgemalt von Fuyuki et al. Appl. Phys. Lett. 86, 262108, 2005.
Tabak Spektrum abgemalt von Knipling, Remote Sensing of Environment 1, 155-159, 1970.
Die CCD und InGaAs Kurven sind nur schematisch.

Die Skala an der Y-Achse gilt nur für das Tabak-Spektrum.

Viele Grüße,
Wilhelm

Angehängte Dateien


Bearbeitet von WiSi-Testpilot, 15. Mai 2018 - 07:45.

  • Andy123 gefällt das

#5 H3ctor

H3ctor
  • 632 Beiträge
  • OrtBezirk HF
  • DJI S1000
    TM830 mit T-Motor U3-700
    TM830 mit DJI E800
    DJI Mavic Air
    DJI F650
    Racer Lisam LS-210
    KingKong Tiny 6

Geschrieben 16. Mai 2018 - 11:27

Hallo Wilhelm,

 

vielen Dank für die Infos. Finde ich total spannend. Habe auch etwas nach Projekten mit dem Raspi gegoogelt. Leider habe ich noch nichts direkt zum Nachbauen gefunden.

 

Wenn ich es richtg verstehe, dann kann ich also mit einer höheren Anzahl an Kameras und unterschiedlichen Filtern die Bilder so erstellen, dass ich sehr spezielle Spektren aufnehme.

Verstehe ich es auch richtig, dass ich eigentlich zur Ermittlung der Vegetation nur zwei Kameras benötige? Also einmal RGB und einmal und IR Filter?



#6 el Kopto

el Kopto
  • 2.384 Beiträge
  • OrtNorddeutschland
  • Hexa / Matrice 100 hybrid mod / Jordana Endurance mit N3 + LB2 + PulseKraft PWM Erweiterung

Geschrieben 16. Mai 2018 - 16:09

Habe auch etwas nach Projekten mit dem Raspi gegoogelt. Leider habe ich noch nichts direkt zum Nachbauen gefunden.


Gockel mal nach "Raspi UV4L stereo", da findest Du Wege, zwei 1280x720 Kamera-Bilder Side-by-Side zu bekommen. Wenn Du von einem Kamera-Modul den IR-Sperrfilter entfernst, bist Du einer Low-Cost Lösung schon recht nahe.

 

Andere Ansätze nutzen zwei USB Kameras, allerdings benötigt man dann ein Board mit USB 3.0 Ports, um genügend hohe Auflösungen + Frameraten zu erhalten. Früher war das Odroid XU4 Board so ziemlich das einzige mit USB 3.0, inzwischen gibt es aber eine Vielzahl weiterer Boards.


  • Andy123 und WiSi-Testpilot gefällt das

#7 WiSi-Testpilot

WiSi-Testpilot
  • 835 Beiträge
  • Ortwestliches Münsterland
  • Kopter mit N3 & A3,
    Videoübertragung: LB2 mit CrystalSky & Connex.
    Kameras: Zenmuse Z3, Gopro H3+, Sony RX0,
    Sony A 6000 (NIR, Vis & UV),
    Flir Vue Pro 336 (LWIR),
    Connex ProSight (NIR)

Geschrieben 16. Mai 2018 - 18:42

Ja, du brauchst 2 Kameras und 2 Filter, ein Durchlassfilter für Rot und eins für NIR. Aus den Bildern lässt sich dann der Vegetationsindex berechnen. Ein Stereo Raspi wäre natürlich optimal, da die beiden Kameras schon synchron arbeiten. Der μC müsste dann aus beiden Bildern nach der Formel NDVI=(NIR-Rot)/(NIR+Rot) ein neues Bild berechnen.

In der kommerziellen Ausführung ist es wohl etwas komplexer. Das ist schön im MicaSense Sequoia Data Sheet gezeigt. Hier hat man 4 Kameras und das gleiche noch einmal für die Korrektur des Sonnenlichtes.
Die große Kunst besteht auch darin, aus diesen Bilden Informationen über den Acker zu generieren und damit punktgenau den Düngerstreuer zu steuern, einfach ausgedrückt.

Zum Thema passend: die Sentinel-2 Satelliten nehmen ebenfalls einzelne Wellenlängenbereiche auf, um den Vegetationsindex der Erde zu dokumentieren.

https://de.wikipedia...wiki/Sentinel-2

Viele Grüße,
Wilhelm


  • Andy123 gefällt das

#8 H3ctor

H3ctor
  • 632 Beiträge
  • OrtBezirk HF
  • DJI S1000
    TM830 mit T-Motor U3-700
    TM830 mit DJI E800
    DJI Mavic Air
    DJI F650
    Racer Lisam LS-210
    KingKong Tiny 6

Geschrieben 24. Mai 2018 - 17:30

Total spannendes Thema. Allerdings scheint es auch ziemlich komplex. Wird sicherlich nicht so trivial sein eine funktionierende Lösung zu bauen.

Werde bei Zeiten im Detail recherchieren.

Danke für eure bisherigen Antworten.




Besucher die dieses Thema lesen: 0

Mitglieder: 0, Gäste: 0, unsichtbare Mitglieder: 0