In dieser wissenschaftlichen Arbeit wird eine Wärmebildkamera (Lepton 3.5) an einen KI Rechner (Jetson Nano Devoleper Kit) angeschlossen und so programmiert, dass bei erhöhten Körpertemperaturen ein Alarm ausgegeben wird. In den letzten Monaten hat das Coronavirus die gesamte Welt stark getroffen und das Leben vieler Menschen massiv eingeschränkt. Zur Eindämmung des massiven Anstiegs des Coronavirus gehört eine frühzeitige Erkennung von Symptomen wie Fieber, Husten, Schnupfen und Geruchs- und Geschmacksstörungen.
Da Symptome wie Fieber nicht direkt zu erkennen sind, werden in vielen Einrichtungen Fiebermessungen durchgeführt, um mögliche Infektionen mit dem Coronavirus zu verhindern. Damit dieser Vorgang kontaktlos durchgeführt werden kann, soll in dieser Arbeit eine Software für den Jetson Nano und der Flir Lepton 3.5 Kamera geschrieben werden, um mit Wärmebildkameras Oberflächentemperaturen von Menschen zu bestimmen und bei erhöhter Körpertemperatur von 37 eine Warnung auszugeben. Wärmebildkameras empfangen Infrarotstrahlung, die als ein Bild wiedergegeben werden. Sie beruhen auf dem Prinzip der Thermografie.
Es handelt sich dabei, um ein bildgebendes Verfahren, bei der die von Objekten ausgestrahlte Wärmestrahlung für das menschliche Auge sichtbar gemacht wird. In dieser Arbeit soll aufgezeigt werden, dass die Lepton 3.5 Kamera ein geeignetes Messinstrument ist, um Oberflächentemperaturen des Menschen frühzeitig zu erkennen, um weitere Infektion zu vermeiden. Dies soll mithilfe einer „Github Repository“ realisiert werden, die auf einen KI-Rechner geschrieben wird. Am Ende soll die Kamera durch eine Messung auf ihre Brauchbarkeit hin überprüft werden.
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
- 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
- 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.
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.
Zusammenfassung der Kapitel
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.
- Quote paper
- Leon Korogodski (Author), 2021, Wärmebildkamera und KI-Rechner zur Erkennung erhöhter Körpertemperaturen. Lepton 3.5 und Jetson Nano Devoleper Kit, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1181190
