一块小小的免费PCB澳门新葡京大楼，就能让手机秒变热成像仪！
照旧贼拉高清的那种！
总劝诱老本也就100元操纵！
这不得围不雅一下！
一、开源形色
抛开了传统的热成像仪制作方式，使用可见光camera和热成像制作了一个双目手机热成像仪。像素：640x480。
现在，技俩已全开源。
——这个热成像仪的遐想旨趣是什么？电路如何遐想？软件如何遐想？使用了什么算法和妙技？
底下逐一进行分析！
二、技俩功能末端旨趣
了解功能旨趣前应知：
热成像仪，为什么要遐想成“双目”的？
可见光相机具有分辨率高、帧率高的特色。热成像传感器不错测量温度散播，然则分辨率低、帧率低。
使用可见光图像来抵偿热成像图像，就不错达到热成像图——质地高、分辨率高的成果。
那具体的功能末端是若何的？底下就分析一下！
本技俩举座功能框架图如下。
领先MCU通过I2C接口读取热成像传感器数据，通过USB接口授向USB Hub。
Camera通用免驱USB录像头，也接到USB Hub上头。
然后将Usb Hub和Android手机连结。
接着，Android手机的专揽层就会获得到两个传感器的数据。
通过一定算法进行交融，就能得到——分辨率较高、质地较好的热成像图！
这是沸水壶热量散播图：
这是白昼公园的热量散播图：
这是夜间街说念的热量散播图：
想末端这么的成果，软硬件该如何遐想呢？
三、硬件遐想旨趣
旨趣图
PCB图
本章会将旨趣图拆分为5部分，逐一讲明一下。
1.MCU
MCU使用的是STM32F411CEU6，带USB FS，其带浮点运算单位可对热成像数据进行解算。
2.USB Hub
USB Hub使用的是SL2.1A，维持USB HS，不错用于传输录像头数据。此处接了晶振，可不焊合。
Camera则通过焊合方式连结到CAM_DM/CAM_DP。
USB1是一个USB TypeC公头，用于连结办机。
3.热成像传感器
热成像传感器使用的是MLX90640。
分辨率：32x24像素；I2C接口最高速度：1MHz。
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4.电源
电源这里径直使用了一块LDO进行稳压，型号是ME6211。
这不错径直用低ESR的陶瓷电容进行输入输出的稳压。
5.其他
电源灯和测试LED电路：
调试SWD接口：
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测试点，固件使用UART2看成Debug串口：
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完成了硬件部分的遐想，我们再长远分解一下，软件部分的核默算法是什么！
四、软件遐想旨趣
软件部分，将要点分析——软件遐想念念路、Android APP遐想、数据交融算法，这三个部分。
1.软件遐想念念路
劝诱环境使用STM32CubeIDE。
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软件举座遐想框架图如下：
通过I2C从mlx90640读取数据，进行打包，再使用USB发送读取到的数据。
通盘过程使用一个轮回即可。
其中mlx90640的温度测量边界是-40到300摄氏度。
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近日，有消息称某明星在皇冠体育网站上进行了大额赌博，引发了广泛关注。据悉，该明星在网站上下注了数百万元，同时也收获了不少回报，引发了网友们的热议和争论。温度测量边界需要保留两位少许，调养为整型为-4000到30000，也不错用16位整型掩饰，使用一个0x8000为肇端码，后续跟768个温度数据。
mlx90640官方仍是提供驱动，只需要末端对应I2C的读写操作，即可通过API来读取传感器数据。
USB库由CubeIDE自动生成，径直调用USBCDC发送数据即可。
2.Android APP
Android端主要庄重——数据读取、交融和泄露功能的末端。
这里有两个USB诞生：
一个是USB串口，用于传输热成像数据；一个是USB录像头，用于传输图像数据。
①软件框架
www.bettingcrownzonezone.comCamera和热成像传感器的数据读取皆有对应的库维持。
由于两个库对数据的读取皆是用的异步回调的方式，因此这里给与双buffer缓存的机制
就以Camera为例，说明一下数据读取的逻辑：
运转机一个长度为2的队伍。回调发生时，就新请求一块buffer，然后将YUV数据拷贝到这块buffer中，再将这块buffer放入队伍。
再起一个线程，束缚从队伍中读取数据，用于数据交融。
淌若线程读取太慢，回调发现队伍仍是满，则从队伍中取出一块buffer丢弃，然后再将新的buffer放入队伍。
淌若回调一直不来，线程队伍为空，则跳过下一次再读取。因为每一次回调皆会新请求一块buffer，因此buffer不存在并提问题。
队伍添加和删除探询的皆是归拢个数据结构，存在并提问题，操作时需要预防上锁。
如上所述，Camera有两个队伍：
以省会长沙为例，8月11日至27日，首届长沙国际啤酒节将在湘江新区大王山举行。啤酒历来与清凉“挂钩”，以此为媒，相信不少市民游客“跃跃欲试”。来长沙，不仅可以畅饮“一夏”，郊外更是有不少以星空为幕、帐篷为营，边饮酒烧烤、边泡汤赏月的好去处。比如在宁乡，“夏泡清凉温泉”通过薄荷浴、冰淇淋式泡泡浴、水果浴等方式，让温泉也变得清凉。有超前的创新意识作铺垫，夏日的“凉资源”就是妥妥的“热产业”。
一个存放YUV数据；一个存放热成像数据。
菠菜网 9977123平台只通过一个线程来探询两个队伍。两个队伍皆少见据时才取出，并进行数据交融。
由此我们得出，软件总体运行经由如下：
②Camera数据读取和预览
Android对录像头的维持使用UVCAndroid。
该库基于saki4510t/UVCCamera劝诱，提供了更为粗浅的接口。
③热成像数据读取和预览
热成像数据通过USBCDC传输，在Android端看到的是一个捏造串口。
Android劝诱环境中，主要使用felHR85/UsbSerial提供捏造串口的操作维持，并在回调中将热成像数据放入队伍中。
3.数据交融
上头提到过屡次“数据交融”。
那么，要如何获得数据，并进行交融呢？
①获得数据
银河娱乐APP用什么浏览器下载使用一个线程即可获得数据。
这里展望可见光相机的帧率会比热成像帧率更高。
因此在恭候mYUVQueue队伍少见据时才会进行数据交融。
当 mThermalQueue 没少见据时，则默许使用上一帧的数据。
②交融算法
这里录像头收罗的是可见光的图像，分辨率是640x480；
热成像收罗的是温度散播，分辨率是32x24。
交融算法的地方是——通过参考可见光的图像，让热成像收罗的温度图像分辨率更高，领有更多的细节。
该算法基于一个假定：颜料周边的像素，梗概率来自归拢个物体，对应的温度也应该周边。
该算法的经由如下：
将热成像温度的散播，通过线性插值扩大到640x480像素。
以面前像素点为中心，选用一个长宽为REF_LEN的方形区域。
假定面前camera像素的亮度值为v；方形区域中每个camera像素的亮度值为v_i；每个thermal像素的亮度值为t_i。策画面前像素和参考区域每个像素的差值delta_v_i。
策画扫数矩阵，扫数暗意每个像素的权重。
当delta_v_i >= 0时，k_i = 1 - delta_v_i / 255；当delta_v_i < 0时，k_i = 1 + delta_v_i / 255。
策画推断值矩阵，暗意每个像素相干于面前像素温度的推断值，t_hat_i = k_i * t_i。
策画推断值矩阵的平均值，即面前像素的温度推断值。
由以上算法可知，在参考值矩阵中，与面前像素值色度差值越小，对应的扫数k_i也就越大，对应温度的推断值也就越大，对应的推断的温度也就越接近。
举个栗子。
使用如下两个图片进行土产货仿真。
第一张是camera拍的图片，第二张是热成像获得的经过插值放大后的温度散播图片。分辨率均为640x480。
当REF_LEN = 4时，交融限度如下：
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当REF_LEN = 7时，交融限度如下：
可见，加入交融算法之后，底本插值放大的低频信息中，多出了一些高频细节。
颜色映射
完成一个热成像仪的临了一步，即是将交融后的图像转为伪彩色，再按照YUV的方式映射到camera图像中。
最终成果如下：
因为颜色映射的原因，底本热成像交融出的高频细节被祛除在海量的camera图像细节中，因此图像交融算法的成果并不较着，后续可能会分为两种模式永别进行输出。
参考府上：
[1]https://oshwhub.com/colourfate/binocular_thermal_imager
— 完 —
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