LiDAR-sensorilla toimiva automaattinen luontokuvausjärjestelmä

Abstract

Tässä opinnäytetyössä suunniteltiin ja rakennettiin automaattinen luontokuvausjärjestelmä. Järjestelmä oli tarkoitus rakentaa niin, että sen voi viedä keskelle metsää, jossa se ottaa kuvia järjestelmäkameralla syöttöpaikalle ilmaantuvista eläimistä. Laitteistoon tuli siis kiinnittää akku sekä GSM-moduuli, jonka avulla pystyttiin ilmoittamaan haluttuun puhelinnumeroon siitä, että eläin on havaittu ja kuvia on otettu, sekä akun vähäisestä varauksesta.

Opinnäytetyössä jouduttiin käyttämään 12 V akkua suuren virrankulutuksen vuoksi ja tästä syystä jouduttiin myös hakkuriregulaattoria hyväksi käyttäen tiput taa jännite järjestelmällä suotuisaan 5 V. GSM-moduulin kytkemällä SIM-kortin saatiin yhteys GSM-verkkoon, jonka kautta saatiin lähettyä tekstiviestejä omaan puhelimeen. Akun navoista täytyi myös suoraan mitata jännitettä, jotta voitiin tul kita, milloin akun varaustaso on heikentynyt oleellisesti. Tätä varten täytyi tehdä jännitteenjakokytkentä, koska järjestelmään ei voi suoraa syöttää 12 V eikä mittausta voitu suorittaa myöskään hakkurista, koska se on aina 5 V vaikka akun jännite laskisi 11 V.

Kaikki työn suunnittelu ja toteuttaminen käydään läpi yksityiskohtaisesti ja vai heittain. Laitteiston toiminnot tulivat suunnitellusti valmiiksi ominaisuuksineen. Kun LiDAR-anturi havaitsee 200 mm muutoksen laukaisee systeemi kameran viisi kertaa kahden sekunnin välein. Tämän jälkeen lähtee tekstiviesti, joka ker too, että näin on tapahtunut. Jos taas akun jännitetaso tippuu alle 11,5 V, lähtee tekstiviesti, että akun jännitetaso on todella matala ja varaus saattaa loppua pian.

Yhteenveto työstä on, että tarvittavat toiminnot saatiin kehitettyä sekä toteutettua. Kehittämisideoita syntyi jatkoa varten, kuten virrankulutuksen vähentäminen ja parempi ilmoitustapa, kuin tekstiviesti. Esimerkiksi otetuista kuvista lähetettäisiin thumbnail-kuvia palvelimelle, josta voi tarkastella otettuja kuvia.

The aim of this thesis was to design and build an automatic wildlife photography system. The system was to be built in such a way that it could be taken into the middle of the forest, where it would take pictures of the animals appearing at the feeding site with a system camera. The equipment therefore had to be fitted with a battery and a GSM module to notify the desired phone number that an animal had been spotted and pictures had been taken, and if battery charge would be low.

The thesis had to use a 12 V battery because of the high-power consumption and for this reason it was also necessary to use a switching regulator to reduce the voltage to 5 V. By connecting the GSM module to the SIM card, a connection to the GSM network was established, allowing text messages to be sent to your phone. It was also necessary to measure the voltage directly at the battery poles in order to interpret when the battery's charge level had deteriorated significantly. In order to do this, a voltage divider had to be made, because the system cannot be supplied with 12 V directly and the measurement could not be made from the switching regulator either, because it is always at 5 V even if the battery voltage drops to 11 V.

All the planning and implementation of the work will be gone through in detail step-by-step. The functionality of the hardware came as planned with all the features in place. When the LiDAR sensor detects a 200 mm change, the system triggers the camera five times every two seconds. This is followed by an SMS message telling you that this has happened. If the battery voltage level drops below 11.5 V, an SMS message is sent indicating that the battery voltage level is very low and may run out of charge soon.

As a summary of the work, the necessary functions were developed and implemented. Development ideas were born for further work, such as reducing power consumption and a better notification method than SMS. For example, thumbnail images of taken pictures would be sent to the server, where you could view the taken pictures.