Wärmebildkamera und KI-Rechner zur Erkennung erhöhter Körpertemperaturen. Lepton 3.5 und Jetson Nano Devoleper Kit

Inhaltsverzeichnis

• Verzeichnisse
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Einleitung
• Theoretische Grundlagen
• Thermografie
• Inter-Integrated Circuit (I2C) Bus
• Serial Peripheral Interface Bus (SPI-Bus)
• Materialien und Methoden
• Verwendete Geräte
• Jetson Nano Developer Kit
• Flir Lepton 3.5 Kamera
• Breakout board v2.0
• Infrarot Thermometer
• Ultimaker 2
• PLA Material
• Netzteil 5,25V 3A
• Jumper Kabel mit Buchse zu Buchse Anschluss
• SD-Karte 32GB
• Verwendete Software
• Linux
• Ubuntu
• CMake
• OpenCV
• Creo 6.0
• Cura
• Balenaetcher
• Durchführung
• Schreiben der Bild Datei oder SD-Karte
• Einrichtung des Jetson Nano
• Anschluss der Lepton 3.5 Kamera an den Jetson Nano
• SPI PIN-Aktivierung
• Änderung der SPI Puffergröße
• Verbindung zwischen der Lepton 3.5 Kamera und des Jetson Nano
• Lepton 3.5 Software
• Erstellen des Projekts
• Programmiercode
• GUI und Kamera einrichten
• OpenCV-Ausgabefenster und Mausrückruf einstellen
• OpenCV-Daten initialisieren
• Temperatur unter Cursor bringen
• Werte den Farben zuordnen
• Textinformation auf der Benutzeroberfläche
• Kameraeinstellungen
• Konstruktion und Druck des Gehäuses
• Messung
• Vorgehensweise der Messung zur Prüfung des Messgeräts
• Ergebnisse
• Diskussion
• Zusammenfassung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Systems zur Erkennung erhöhter Körpertemperaturen mithilfe einer Wärmebildkamera und eines KI-Rechners. Das Ziel ist die Entwicklung einer zuverlässigen und effizienten Methode zur frühzeitigen Erkennung von Personen mit erhöhter Körpertemperatur, die im Gesundheitswesen, in der Industrie und im öffentlichen Bereich eingesetzt werden kann.

• Entwicklung eines Systems zur Temperaturmessung mittels Wärmebildkamera
• Integration eines KI-Rechners zur Auswertung der Kameradaten
• Einsatz des Systems zur frühzeitigen Erkennung von erhöhten Körpertemperaturen
• Evaluierung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Systems
• Potentielle Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie Gesundheitswesen, Industrie und öffentlicher Bereich

Zusammenfassung der Kapitel

• Einleitung: Diese Einleitung führt in das Thema der Arbeit ein, erläutert die Relevanz der Thematik im Kontext der aktuellen Situation und stellt die Zielsetzung und die Struktur der Arbeit dar.
• Theoretische Grundlagen: Dieses Kapitel beleuchtet die wissenschaftlichen Grundlagen der Arbeit, insbesondere die Funktionsweise der Thermografie, sowie die Kommunikationsprotokolle I2C und SPI, die für die Verbindung der Kamera mit dem Rechner essentiell sind.
• Materialien und Methoden: In diesem Kapitel werden die verwendeten Geräte und Software vorgestellt und die Durchführung des Projekts Schritt für Schritt beschrieben. Dabei wird insbesondere auf die Konfiguration der Hardware, die Installation und Anwendung der Software sowie die Programmierung der Anwendung eingegangen.
• Ergebnisse: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der durchgeführten Messungen und Experimente. Es werden die ermittelten Temperaturwerte, die Genauigkeit der Messungen sowie die Funktionsweise des Systems dargestellt.
• Diskussion: In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Arbeit diskutiert und bewertet. Dabei werden die Stärken und Schwächen des Systems, die potentiellen Anwendungen und die zukünftigen Forschungsrichtungen beleuchtet.

Schlüsselwörter

Die Arbeit beschäftigt sich mit den Schlüsselbegriffen Wärmebildkamera, KI-Rechner, Temperaturmessung, Thermografie, I2C Bus, SPI Bus, Jetson Nano, Lepton 3.5, OpenCV, C++, Python, Objekterkennung, Gesichtserkennung, Gesundheitswesen, Industrie, öffentlicher Bereich.

Häufig gestellte Fragen

Welches Ziel verfolgt das Projekt mit der Lepton 3.5 Kamera?

Ziel ist die Entwicklung eines kontaktlosen Systems zur Erkennung von erhöhten Körpertemperaturen (Fieber), um Infektionen wie das Coronavirus frühzeitig zu identifizieren.

Warum wird das Jetson Nano Developer Kit verwendet?

Der Jetson Nano ist ein leistungsstarker KI-Rechner, der die Bilddaten der Wärmebildkamera in Echtzeit verarbeiten und für softwarebasierte Analysen nutzen kann.

Wie funktioniert die Temperaturmessung technisch?

Die Kamera empfängt Infrarotstrahlung (Thermografie). Die Software (basierend auf OpenCV) wertet diese Daten aus und gibt bei Überschreiten eines Schwellenwerts (z. B. 37 °C) einen Alarm aus.

Welche Kommunikationsprotokolle werden für die Kameraverbindung genutzt?

Für die Steuerung und Datenübertragung zwischen Kamera und Jetson Nano werden der I2C-Bus und der SPI-Bus verwendet.

Wurde das System auf seine Genauigkeit geprüft?

Ja, die Arbeit beinhaltet eine Messreihe zur Überprüfung der Brauchbarkeit, bei der die Ergebnisse der Wärmebildkamera mit einem herkömmlichen Infrarot-Thermometer verglichen wurden.