События‎ > ‎

Монтировка для веб-камеры

Отправлено 11 февр. 2013 г., 14:04 пользователем Олег Евсегнеев
В эти выходные, ещё одна идея, давно блуждающая в моей голове, получила свою физическую реализацию. Речь идет об автоматически позиционируемой камере, которая могла бы самостоятельно следить за некоторыми объектами. Собственно, эта идея уже давно реализована другими робо-фанатиками, но мне всенепременно хотелось сделать тоже самое, но только лучше. Кроме того, готовую систему машинного зрения на базе этой монтировки планируется использовать в качестве учебного проекта.

Первый шаг на пути создания робо-глаза - это создание альт-азимутальной монтировки. Изучив множество различных подобных механических устройств, которые, кстати сказать, в ассортименте предлагаются в соответствующих интернет-магазинах, я остановился на сборной модели. Детали такой монтировки представляют собой пластины из прочного материала, которые фиксируются либо болтами, либо клеем, либо защелками. Имея фрезерный станок с ЧПУ, изготовить такие пластины из пластика не представлялось особо трудным делом.

Монтировка для камеры, SketchUp модель
Объемную модель монтировки, как водится, я начертил в SketchUp. Все детали устройства были обособлены мною в отдельные компоненты, чтобы можно было их легко растащить, и рационально разместить на рабочем поле фрезера. Наконец, с помощью специального плагина phlatscript, я получил GCode-программы, пригодные для работы с ЧПУ станком. 

Из материала у меня в наличии был только алюминий, оргстекло и белый пластик толщиной 2мм и 3мм. Учитывая, что опыта работы с фрезером у меня - кот наплакал, я решил выбрать мягкий пластик, который можно обрабатывать почти не боясь сломать фрезу (дюже дороги эти фрезы).  

Отдельно следует рассмотреть выбор фрезы. Для обработки пластиков, как правило, используют однозаходные спиральные фрезы, которые позволяют эффективно выводить стружку, имеющую склонность плавиться и налипать на инструмент. К сожалению, таких фрез у меня не оказалось и пришлось использовать двух-зубую фрезу для мягких металлов. Что касается размера, то учитывая наличие мелких особенностей на контуре деталей, выбор пал на фрезу 1.6 мм в диаметре.

Успешно изготовив первые две простые детали, я столкнулся с неприятной проблемой. При вырезании пластин, имеющих определенные особенности, стружка начинала налипать на фрезу. В свою очередь, налипающая стружка способствует меньшему охлаждению инструмента, что приводит к еще большему разогреву пластика. В общем, за несколько секунд на фрезе образуется комок пластика, и начинается завал заготовки. Решилась проблема увеличением скорости подачи с 200 до 250 мм/мин., и снижением скорости вращения фрезы с 12 до 8 тысяч оборотов.

Фрезерование деталей монтировки  Фрезерование деталей монтировки  Обработка деталей монтировки  

По ходу сборки монтировки обнаружился ещё один неприятный нюанс, который я не предусмотрел. Выступы и пазы пластин, используемые для их сцепления, имеют строго прямоугольную форму. Науке же известно, что с помощью круглой фрезы, невозможно вырезать прямой угол, поэтому пришлось дополнительно обрабатывать детали напильником. Во время этого интеллектуального занятия, у меня появилась идея о том, как изменить контур деталей для ликвидации этапа обтачивания. Данную модификацию можно заметить на правом рисунке (впадины около выступов).

Монтировка для веб-камеры
Для фиксирования деталей я использовал авиамодельный клей. Однако, у меня уже есть мысль изменить форму пазов для обеспечения сборки без дополнительного склеивания. Чтобы легкая конструкция не прыгала во время работы приводов, основание монтировки я прикрутил к подставке из ДСП. 

В качестве датчика изображения, изначально была установлена 300-килопиксельная веб-камера, предварительно вынутая из родного корпуса. Как потом оказалось, данная камера совсем никуда не годится, о чем я с грустью поведаю в следующем отчете. Для управления двигателями был использован 6-канальный серво-контроллер Pololu Maestro, управляемый через последовательный порт с ноутбука (эмулированный, конечно).

В итоге получилась прочная монтировка, способная обеспечить достаточно точное позиционирование. По ходу изготовления родилось ещё несколько идей по доработке механизма, которые я непременно обобщу в версии Mark 2. После установки более качественной камеры, уже готовая система распознавания объектов будет окончательно интегрирована с монтировкой уже на этой неделе.

И наконец, движущиеся картинки про монтировку.


Comments