Тепловизор-приставка к телефону с двумя камерами на STM32

Описание проекта

Камера видимого света отличается высоким разрешением и высокой частотой кадров. Тепловизионный датчик измеряет распределение температуры, но разрешение и частота кадров у него низкие. Изображение видимого света используется, чтобы дополнить тепловизионное и получить более качественную карту распределения тепла. В корпусе стоят обычная камера видимого света и тепловизионный датчик. Данные считываются микроконтроллером и по USB передаются на телефон. Используя вычислительную мощность телефона, изображения обрабатываются и совмещаются, а итоговая картинка выводится на экран.

Лицензия

По лицензии MIT: разрешено использовать, копировать, изменять, объединять, публиковать, распространять, сублицензировать и продавать программу и её копии. Условия лицензии можно менять под нужды программы. Уведомление об авторских правах и текст лицензии должны включаться в программу и все её копии, при этом автор не несёт рисков после использования и не обязан оказывать техническую поддержку.

Как это работает

Общая схема такова: микроконтроллер считывает данные тепловизионного датчика по I2C и передаёт их через USB на USB-хаб. Камера — универсальная USB-камера без драйверов, тоже подключена к хабу, а хаб — к Android-телефону. На телефоне видны два устройства: камера и тепловизионный датчик. Данные обоих датчиков получают на уровне приложения на телефоне и определённым алгоритмом совмещают, получая тепловизионные изображения выше разрешением и качеством.

Статус проекта

Проект публикуется впервые, это моя собственная разработка, наград в других конкурсах не получал.

Ход работы

28.11.2023: базовые функции работают, но степень готовности ещё нужно доводить. Известные проблемы: линия USB от STM32 к SL2.1A разведена наоборот (в проекте исправлено); слишком яркие сцены дают пересвеченное изображение; поворот экрана пока не адаптирован, отключите автоповорот.

03.02.2024: добавлены слежение за самой высокой и низкой температурой, подстройка параметров алгоритма, переключение режима совмещения и частоты кадров; улучшен интерфейс, исправлены ошибки, автоблокировка поворота экрана; добавлен корпус для 3D-печати.

Схемотехника

Микроконтроллер

Микроконтроллер STM32F411CEU6 с блоком плавающей запятой умеет обрабатывать тепловизионные данные и имеет USB FS.

USB-хаб

USB-хаб на SL2.1A поддерживает USB HS, что позволяет передавать данные камеры. По документации кварц U3 здесь можно не паять. USB1 — разъём USB Type-C (вилка) для подключения к телефону.

Это краткое изложение проекта. Полную версию с подробностями смотрите на сайте оригинала: https://oshwlab.com/oshwhub.com/binocular-mobile-phone-thermal-i