Sim0n.
Themenersteller
Hallo,
Vorwort:
Ich selbst bin 17 Jahre alt und habe aufgrund des fünften Prüfungselementes im Abitur dieses Projekt entwickelt.
Nun möchte ich hier meinen 360° Panorama-Bot vorstellen, da ich denke, das dieses Projekt für einige Leute interessant sein könnte.
Durch die Hilfe zweier Leute ist dieses Projekt erst möglich geworden, daher möchte ich einmal burkhard2 hier aus dem Forum danken, da er mir die Bildwinkel-Berechnung erklärt hat und damit Grundbaustein gesetzt werden konnte und einmal einen Dipl. Ing. aus einem Mikrocontroller-Forum, welcher mir bei der Programmierung (speziell beim Menü) geholfen hat.
Als erstes - die Theorie der Panoramafotografie und die Planung zur Automatisierung dieses Vorgangs:
Für bestimmte Motive im Bereich der Landschafts-, Architektur benötigt man einen großen Bildwinkel. Ein Objektiv kann maximal einen Bildwinkel von knapp 180° erreichen, somit ist eine 360° Aufnahme mit einem Bild nicht möglich.
Bei diesen Objektiven verzerrt sich das Bild dann aber schon sehr stark. (Verzeichnung)
Hinzu kommt auch noch die nicht allzu gute Auflösung der Bilder – das bedeutet, dass ein Motiv weniger detailliert dargestellt werden kann. Der Detailgrad ermöglicht zwar einen akzeptablen Gesamtüberblick über das Bild, aber wenn man sich genauere Details anschauen möchte, werden diese meist nur unscharf abgebildet.
Es gibt in diesem Blickwinkelbereich von 360° keine Objektive, sodass man zu einem technischen Verfahren greifen muss, damit man ein 360° Panorama erstellen kann.
Dieses Verfahren nennt sich „stitchen“ (engl. „heften“).
Bei diesem Verfahren ist es aber wichtig, dass die Bilder eine relativ genaue Überlappung haben. Einige Kugelköpfe bieten bereits eine Möglichkeit, über eine manuelle Vereinfachung zur Erstellung von Panoramen. Dies ist bei ca. 8 Bildern noch gut machbar, wenn man nun z.B. aber über 50 Bilder machen möchte, benötigt man für eine genaue Umsetzung maschinelle Hilfe.
Durch diesen Vorgang ist es möglich eine Auflösung von mehreren Gigapixeln zu erreichen - und das automatisch und präzise.
Die Lösung:
Eine Vorrichtung zur automatischen Erstellung eines Multirow-Panoramas, welche durch Schrittmotoren angetrieben und einem Mikrocontroller gesteuert wird.
Bezogen auf den Mikrocontroller (Arduino Mega 2560)
Über einen Mikrocontroller wird der Blickwinkel errechnet, die Schrittmotoren angesteuert und die Kamera ausgelöst. Außerdem ist es möglich über ein Menü, welches durch ein Display dargestellt wird, verschiedene Einstellungen zu verändern, wie z.B. Brennweite, Reihen-Anzahl, oder Aufnahmewinkel.
Die zwei Schrittmotoren dienen zum Rotieren und kippen der Kamera, sodass eine 360° Drehung und Reihen realisiert werden können.
In diesem Bericht geht es um:
1. Den Bau einer Vorrichtung zur Erstellung eines Panorama-Bildes
2. Die Programmierung einer selbstentwickelten Software mit Benutzeroberfläche
Blickwinkel Berechnung:
Ein Objektiv hat wie das Auge einen bestimmten Blickwinkel, der je nach Brennweite variiert.
Je kleiner die Brennweite ist, desto mehr Blickwinkel ist vorhanden. Dazu ist es noch relevant, welche Art von Sensor in der Kamera verbaut ist.
Zur Formel:
Dadurch das die Brennweite des Objektivs und die Sensorgröße gegeben ist, kann man ganz einfach die fehlende Seite dieses Dreiecks berechnen und somit zum Bildwinkel eines Objektivs gelangen.
Menü:
2 Taster - Select (Auswählen) - Next (Nächstes)
Bewegungsablauf:
Ergebnisse:
Nach einer ca. 5 Monaten langen Bau- und Entwicklungsphase war es möglich ein Panorama zu erstellen, welches über ein Menü benutzerfreundlich individualisiert werden kann. Mit einer Geldausgabe von ca. 150€ bin ich um ein vielfaches unter dem Marktpreis geblieben.
Die Übergänge zu den aneinander liegenden Bildern sind sauber und präzise.
Das Menü konnte mit individuellen Einstellungen versehen werden und bietet den Benutzer eine Vielfalt von Veränderungen zur Erstellung eines Panoramas.
Durch die starken Kugellager und die aus Aluminium gefertigten Teile ist die Vorrichtung sehr stabil und kann somit schnelle Bewegungsabläufe problemlos ausführen.
Somit kann man Abschließend sagen, dass die Ziele erfolgreich erreicht wurden.
![[Group 1]-IMG_2066_IMG_2069-3 images.jpg](https://www.dslr-forum.de/data/attachments/31/31621-b34f33e7809fdadfc5a2c4b3a4bb8f91.jpg?hash=s08z54Cf2t "[Group 1]-IMG_2066_IMG_2069-3 images.jpg")
Ich habe heute mit diesem Projekt den 1. Platz Jugendforscht Regionalwettbewerb in Bremen-Mitte im Bereich Technik gewonnen und denke daher, das ich diese Arbeit mit euch teilen sollte.
Bei Fragen stehe ich euch gerne zu Verfügung.
Ich würde mich über Reflektionen freuen.
Video:
http://www.youtube.com/watch?v=4TcmiRnMCWU
Vorwort:
Ich selbst bin 17 Jahre alt und habe aufgrund des fünften Prüfungselementes im Abitur dieses Projekt entwickelt.
Nun möchte ich hier meinen 360° Panorama-Bot vorstellen, da ich denke, das dieses Projekt für einige Leute interessant sein könnte.
Durch die Hilfe zweier Leute ist dieses Projekt erst möglich geworden, daher möchte ich einmal burkhard2 hier aus dem Forum danken, da er mir die Bildwinkel-Berechnung erklärt hat und damit Grundbaustein gesetzt werden konnte und einmal einen Dipl. Ing. aus einem Mikrocontroller-Forum, welcher mir bei der Programmierung (speziell beim Menü) geholfen hat.
Als erstes - die Theorie der Panoramafotografie und die Planung zur Automatisierung dieses Vorgangs:
Für bestimmte Motive im Bereich der Landschafts-, Architektur benötigt man einen großen Bildwinkel. Ein Objektiv kann maximal einen Bildwinkel von knapp 180° erreichen, somit ist eine 360° Aufnahme mit einem Bild nicht möglich.
Bei diesen Objektiven verzerrt sich das Bild dann aber schon sehr stark. (Verzeichnung)
Hinzu kommt auch noch die nicht allzu gute Auflösung der Bilder – das bedeutet, dass ein Motiv weniger detailliert dargestellt werden kann. Der Detailgrad ermöglicht zwar einen akzeptablen Gesamtüberblick über das Bild, aber wenn man sich genauere Details anschauen möchte, werden diese meist nur unscharf abgebildet.
Es gibt in diesem Blickwinkelbereich von 360° keine Objektive, sodass man zu einem technischen Verfahren greifen muss, damit man ein 360° Panorama erstellen kann.
Dieses Verfahren nennt sich „stitchen“ (engl. „heften“).
Bei diesem Verfahren ist es aber wichtig, dass die Bilder eine relativ genaue Überlappung haben. Einige Kugelköpfe bieten bereits eine Möglichkeit, über eine manuelle Vereinfachung zur Erstellung von Panoramen. Dies ist bei ca. 8 Bildern noch gut machbar, wenn man nun z.B. aber über 50 Bilder machen möchte, benötigt man für eine genaue Umsetzung maschinelle Hilfe.
Durch diesen Vorgang ist es möglich eine Auflösung von mehreren Gigapixeln zu erreichen - und das automatisch und präzise.
Die Lösung:
Eine Vorrichtung zur automatischen Erstellung eines Multirow-Panoramas, welche durch Schrittmotoren angetrieben und einem Mikrocontroller gesteuert wird.
Bezogen auf den Mikrocontroller (Arduino Mega 2560)
Über einen Mikrocontroller wird der Blickwinkel errechnet, die Schrittmotoren angesteuert und die Kamera ausgelöst. Außerdem ist es möglich über ein Menü, welches durch ein Display dargestellt wird, verschiedene Einstellungen zu verändern, wie z.B. Brennweite, Reihen-Anzahl, oder Aufnahmewinkel.
Die zwei Schrittmotoren dienen zum Rotieren und kippen der Kamera, sodass eine 360° Drehung und Reihen realisiert werden können.
In diesem Bericht geht es um:
1. Den Bau einer Vorrichtung zur Erstellung eines Panorama-Bildes
2. Die Programmierung einer selbstentwickelten Software mit Benutzeroberfläche
Blickwinkel Berechnung:
Ein Objektiv hat wie das Auge einen bestimmten Blickwinkel, der je nach Brennweite variiert.
Je kleiner die Brennweite ist, desto mehr Blickwinkel ist vorhanden. Dazu ist es noch relevant, welche Art von Sensor in der Kamera verbaut ist.
Zur Formel:
Dadurch das die Brennweite des Objektivs und die Sensorgröße gegeben ist, kann man ganz einfach die fehlende Seite dieses Dreiecks berechnen und somit zum Bildwinkel eines Objektivs gelangen.
Menü:
2 Taster - Select (Auswählen) - Next (Nächstes)
Bewegungsablauf:
Ergebnisse:
Nach einer ca. 5 Monaten langen Bau- und Entwicklungsphase war es möglich ein Panorama zu erstellen, welches über ein Menü benutzerfreundlich individualisiert werden kann. Mit einer Geldausgabe von ca. 150€ bin ich um ein vielfaches unter dem Marktpreis geblieben.
Die Übergänge zu den aneinander liegenden Bildern sind sauber und präzise.
Das Menü konnte mit individuellen Einstellungen versehen werden und bietet den Benutzer eine Vielfalt von Veränderungen zur Erstellung eines Panoramas.
Durch die starken Kugellager und die aus Aluminium gefertigten Teile ist die Vorrichtung sehr stabil und kann somit schnelle Bewegungsabläufe problemlos ausführen.
Somit kann man Abschließend sagen, dass die Ziele erfolgreich erreicht wurden.
Ich habe heute mit diesem Projekt den 1. Platz Jugendforscht Regionalwettbewerb in Bremen-Mitte im Bereich Technik gewonnen und denke daher, das ich diese Arbeit mit euch teilen sollte.
Bei Fragen stehe ich euch gerne zu Verfügung.
Ich würde mich über Reflektionen freuen.
Video:
http://www.youtube.com/watch?v=4TcmiRnMCWU
Zuletzt bearbeitet:
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