Seilkameras

Aufgabenstellung

In dem Kurs Full Stack Development haben wir die Aufgabe gestellt bekommen Kameraroboter für die digitale Semesterausstellung der HfG zu konzipieren, bauen und mit Front, sowie Backend auszustatten, um es den Besuchern der digitalen Ausstellung möglich zu machen diese zu steuern und sich die Exponate der Studenten trotz Corona - live in der Hochschule anzuschauen.
Hierzu haben wir Raspberry Pis gestellt bekommen und es wurde uns offen gelassen, wie wir diese Camera einbinden um dem Besucher eine fast reale Ausstellung zu ermöglichen.

Konzept

Unsere Gruppe hat sich in den Bereich der Seilkameras begeben. Dazu haben wir uns zusammengetan und zwei Roboter gebaut einen zwei und einen dreiachsigen Seilroboter, der die Exponante in der Hochschule aus den unterschiedlichste Perspektiven beleuchten kann.
Der zweiachsige Roboter kann die Plakate der Kommunikationsgestalter filmen, sodass sich der Besucher diese in einem realen Kontext vorstellen kann und die Wirkung dessen nicht im Digitalen verschwunden geht.

Die Gruppe aus Max und Marius hatte sich zur Aufgabe gestellt einen dreiachsigen Roboter zu bauen, der Exponate von oben filmt. Der Besucher kann hier die Position der Kamera in einem dreidimensionalen System steuern. Da wir durch Corona stark eingeschränkt wurden was den Aufbau angeht, haben wir uns eine eigene Werkstatt im Wohnzimmer errichtet und hier das Ganze auf, wieder ab und letztendlich im Lab der Hochschule wieder aufgebaut. Das Gestell beträgt die Maße von 2,50 mal 3 Metern. An jeder Ecke befindet sich ein Stepper Motor, der die Cambox mit der Pi Camera, die in der Mitte des Gestells hängt, und die mit Nylonfäden befestigt ist, durch vier Spulen auf oder abwickelt.

Technische Umsetzung

Der dreiachsige Seilroboter wird wie eine Pyramide errechnet, die auf dem Kopf steht.
In diesem Bereich kann sich die Kamera bewegen und der Besucher die Exponate betrachten. Dabei sind die Kantenlängen die Seillängen und die Grundfläche verändert sich nicht. Je nach X,Y und Z Koordinate verändern sich alle vier Seillängen auf einmal. Die Grundfläche bleibt jedoch immer gleich. Je nach Seillänge rollen wir von einer Spule, die jeweils an den vier Eckpunkten montierten Steppermotoren befestigt sind, Seil auf und ab. Dadurch verändert sich die Position der Seilkamera, die an allen vier Seilen befestigt ist und in der Mitte hängt. Mit den Steppermotoren können wir das Seil auf 2,62 mm genau einstellen.
Der zweiachsige Roboter funktioniert sehr ähnlich. Das Kameragehäuse hängt dabei an zwei Seilen fest, womit man die X und Y Koordinate einstellen kann. Man kann also im zweidimensionalen Feld alle Koordinaten abfahren.