прибор ночного видения для телефона
Специалист объяснил, как превратить смартфон в настоящий прибор ночного видения
С его помощью можно наблюдать пространство вокруг себя в полной темноте.
Камеры в современных смартфонах обладают множеством скрытых систем, которые упрощают процесс съёмки, однако если правильно с ними обращаться, то можно превратить обычный гаджет в прибор ночного видения. Об этом рассказал партнёр и директор компании «Интеллектуальный резерв» Павел Мясоедов в интервью агентству «Прайм».
МВД хочет получить доступ к телефонным книжкам на смартфонах россиян
По его словам, весь секрет кроется в особенностях конструкции смартфонов. Их камеры оснащены дополнительными сенсорами глубины пространства вроде Tof или LiDAR. Изначально они нужны для быстрого определения расстояний до объектов и ускорения фокусировки. Но, поскольку они в процессе работы создают бесцветные векторные изображения, им нашлось и другое применение.
«Если установить специальную программу, которая, скорее всего, так и будет называться — ночное видение, то такое изображение в режиме реального времени будет отображаться на экране. Таким образом, даже в кромешной темноте можно будет видеть окружающее пространство», — пояснил Мясоедов.
Специалист также отметил, что компактный размер камер в смартфонах имеет и неприятную сторону. Их сенсор очень мал, и поэтому качество ночных фотографий сильно падает.
Ранее Лайф рассказывал, какие уловки могут помочь подольше сохранить зарядку на смартфоне, а также как можно уберечь свой гаджет на морозе, чтобы не «убить» батарейку раньше времени.
Прибор ночного видения из мобильного телефона своими руками
Простая доработка любого мобильника с камерой позволит превратить его в прибор ночного видения (ПНВ), способный работать и записывать видео в полной темноте, без малейшего источника освещения.
Настоящие ПНВ используют для подсветки инфракрасные излучатели, их спектр не виден человеческому глазу. А для обнаружения этого свечения используются специальные видеокамеры, воспринимающие свет инфракрасного (ИК) диапазона (в старых ПНВ использовались электронно-лучевые трубки).
Наш агрегат будет работать по такому же принципу: мы доработает камеру, чтобы она воспринимала ИК лучи. И оборудуем телефон ИК подсветкой.
Понадобится
Вполне можно спаять самодельную линейку из ИК светодиодов.
Как сделать прибор ночного видения из смартфона
Разбираем мобильник. Наша цель видеокамера.
В данной модели камера съемная, это упростит задачу по ее доработке.
Аккуратно отключаем шлейф от общей платы.
Отклеиваем защитную сеточку.
Верхняя крышка камеры припаяна на четырех ножках, отпаиваем их поочередно.
И снимаем верхнюю крышку с линзой.
Перед нами предстает матрица, защищенная инфракрасным фильтром.
Аккуратно удаляем его с момощью острого предмета типа канцелярского ножа.
Инфракрасный фильтр на отблеск дает красное свечение, его не перепутать. Такие фильтры стоят во всех видеокамерах, исключая попадания на матрицу невидимого света в ИК диапазоне.
Собираем все в обратной последовательности. Припаиваем ножки.
Устанавливаем камеру обратно, соединяем шлейф.
Собираем телефон, устанавливаем не место батарею.
Далее берем переходник и откусываем от него ненужную розетку.
Припаиваем к кольцу ИК светодиодов провода от разъема USB. По ним, с телефона, будет идти питание 5 В, от которого будут питаться светодиоды.
Кольцо крепим на двухсторонний скотч к корпусу.
Прибор ночного видения готов.
Проверка работы
Проверка прибора в полной темноте.
Можно фотографировать, записывать видео и т.п.
Смотрите видео
Человек всегда хотел большего, включая видение в темноте, как хищники. В этой статье я расскажу о сути приборов ночного видения, разных их видах и как собрать свой собственный всего за 50$ (данная оценка включает среднюю стоимость компонентов).
Чтобы получить возможность видеть в темноте, человечество стало использовать искусственные способы обеспечения дополнительных возможностей для своих органов зрения.
В древности, этими средствами выступали разнообразные костры, факелы и другие способы подсветки окружающей среды.
Далее появились ещё более совершенные средства, в числе которых выступают шахтерские ацетиленовые лампы, которые обладая малым размером, обеспечивали шахтёров хорошим (на тот момент) освещением, в течение продолжительного времени, с минимальными затратами рабочего вещества (карбида кальция).
Венцом среди средств освещения окружающего пространства, с использованием сжигания вещества, можно назвать водородные лампы, так называемый «друммондов свет».
Друммо́ндов свет (также свет рампы, англ. limelight) — тип сценического освещения, использовавшийся в театрах в 1860—1870 годах. Интенсивное свечение получалось с помощью кислородно-водородного пламени, направленного непосредственно на цилиндр из оксида кальция (негашёной извести, англ. lime), которая может нагреваться до 2572 °C (белого каления) без расплавления. Свет производится сочетанием теплового излучения и калильного свечения. Друммондов свет давно заменён электрическим освещением, однако, например, в английском языке название прочно укоренилось: к примеру, существует выражение «to be in the limelight», означающее «быть на виду; в центре внимания».
Устройство друммондовой лампы
Эффект яркого свечения раскалённой детали из оксида кальция (негашёной извести) впервые был открыт в 1820-х годах британским учёным Голдсуорси Гёрни (англ. Goldsworthy Gurney), на базе его работ с кислородно-водородными горелками, авторство которых обычно приписывают Роберту Хэйру (англ. Robert Hare (chemist))).
В 1825 году шотландский инженер Томас Друммонд увидел демонстрацию световых эффектов у Майкла Фарадея и понял, что тщательное изучение этих эффектов может быть полезным. Друммонд построил работающий прототип устройства в 1826 году, тогда и появилось понятие «друммондов свет».
Впервые такое освещение было использовано в Королевском театре Ковент-Гарден в Лондоне в 1837 году и с удовольствием использовалось театрами в 1860-х и 1870-х годах. Друммондов свет в основном использовался для освещения сольных исполнителей на манер прожектора: сцена была затемнена, и свет падал только на исполнителя. Дуговые электрические лампы очень быстро вытеснили друммондов свет в конце XIX века.
Но, как сказали бы сейчас, «это всё было не то». Человек стремился видеть в ночное время своими глазами и (желательно) не привлекая к себе повышенного ненужного внимания.
И в настоящее время, с развитием современной электронной элементной базы, а также миниатюрных интегральных микросхем, стало возможным создавать миниатюрные средства ночного видения, которые являются достаточно компактными для переноски их одним человеком и обеспечения его устойчивым видением окружающей обстановки в условиях ночного времени суток или момент нахождения в неосвещенных местах.
Особую популярность данные устройства получили у военных. К слову сказать, это и неудивительно, так как именно военная сфера, в течение всего периода эволюции человечества, обеспечивала ускоренное течение научно-технического прогресса.
Приборы ночного видения и их принцип работы
Прибор ночного видения (ПНВ) — класс оптико-электронных приборов, обеспечивающих оператора изображением местности (объекта, цели и т. п.) в условиях недостаточной освещённости. Приборы данного вида нашли широкое применение при ночных боевых действиях, для ведения скрытного наблюдения (разведки) в тёмное время суток и в тёмных помещениях, вождения машин без использования демаскирующего света фар и т. п. Несмотря на ряд преимуществ, которые они дают своему обладателю, отмечается, что подавляющее большинство имеющихся моделей не способно предоставить возможность периферийного зрения, что обуславливает необходимость специальных тренировок для эффективного их применения.
Существует несколько подходов к построению ПНВ:
Усиление очень слабого видимого света, не различаемого глазом человека. Идея реализуется в электронно-оптических преобразователях (ЭОП) и, в некоторой степени, в современных видеокамерах для систем охраны с т. н. ночным режимом.
Наблюдение в ближнем инфракрасном диапазоне (длина волны 0,7—1,5 мкм). Чувствительностью в этом диапазоне обладают ЭОП и видеокамеры без инфракрасного фильтра. В ближнем ИК нет естественных источников, кроме солнца, поэтому в полной темноте такие ПНВ ничего не увидят без подсветки. Для таких ПНВ существуют специальные источники подсветки (инфракрасные прожекторы, например на базе инфракрасных светодиодов), не видимые невооружённым глазом.
Наблюдение в среднем (тепловом) инфракрасном диапазоне (длина волны 7—15 мкм). В этом диапазоне излучают все твёрдые тела, нагретые до температур нашего мира: от −50 °C и выше. Такие ПНВ называются тепловизорами. Они показывают картинку разницы температур и не требуют никакой подсветки.
Возможно наблюдение в ультрафиолетовом спектре. Однако отсутствие естественных источников ультрафиолета (кроме солнца) и практическое отсутствие не видимых невооружённым глазом искусственных источников ультрафиолетовой подсветки сдерживает распространение ультрафиолетовых ПНВ.
Технически есть несколько популярных способов построения ПНВ:
Конструкция простейшего ЭОП
Конструкция ЭОП с микроканальной пластиной
Изображение собаки, сделанное тепловизором
Прибор ночного видения состоит из следующих основных частей:
Для чего обычно используются приборы ночного видения
Современные приборы ночного видения выпускаются в нескольких основных форм-факторах.
Наиболее простым является ночной монокуляр — удерживаемая в руке оператора зрительная труба, обычно невысокой кратности.
Бинокли ночного видения имеют два ЭОП и выводят увеличенное стереоскопическое изображение.
Очки ночного видения — закрепляются на голове, имеют широкое поле зрения и не увеличивают изображение (либо имеют переменное увеличение от 1× до более высокого значения, что позволяет использовать их как бинокль). Очки могут иметь два ЭОП либо быть псевдобинокулярными, когда изображение с одного ЭОП поступает на оба окуляра. Монокуляр кратности 1×, закреплённый на оголовье, может использоваться как дешёвая альтернатива очкам.
Альтернативным вариантом прицеливания через ПНВ является использование закреплённого на оружии инфракрасного лазерного целеуказателя, невидимый глазу луч которого наблюдается через очки ночного видения.
Приборы ночного видения также устанавливаются на боевую технику, где они интегрированы в прицельные комплексы.
Какой прибор ночного видения мы будем собирать?
Исходя из всего вышесказанного, теперь, когда мы знаем, как устроен прибор ночного видения и какие типологии их существуют, мы можем задуматься и о построении своего собственного.
Как показывает анализ информации, наиболее доступным способом, — является удаление инфракрасного фильтра, с имеющийся в наличии видеокамеры бытового назначения.
Если двигаться по данному направлению, существует три наиболее перспективных на наш взгляд способа создания данного устройства:
Дотошный читатель наверняка захочет спросить, а почему именно смартфон? Почему нельзя взять видеокамеру?
Дело в том, что, так как мы проектируем систему, которая будет предназначена для использования в качестве «ночных глаз» человека, — следует предусмотреть возможность ношения данной системы прямо на голове, как обычные очки.
В связи с множеством попыток различных компаний каким-либо образом «оседлать» виртуальную реальность (особенно с появлением в своё время очков виртуальной реальности Google Cardboard), имеет смысл рассматривать создание устройств, которые базируются на современных смартфонах и вставляются в специальные крепежные системы, одевающиеся на голову. Кроме того, само использование в качестве центрального устройства смартфона, — позволяет расширять и видоизменять функционал данной системы ночного видения в довольно широких пределах и с достаточной гибкостью.
Сборка прибора ночного видения
Сначала сделаем оговорку: рассматриваемый ниже алгоритм не является детальным «пошаговым, обязательным к исполнению». Это скорее основные принципы, которыми следует руководствоваться, при разработке своего устройства.
В качестве объектива и одновременно средства для ночного видения, мы можем использовать практически любой тип бытовой веб-камеры, доступной на рынке.
При выборе веб-камеры следует руководствоваться тем, что чем выше её разрешение, тем более четким будет изображение в ваших виртуальных очках.
Однако это не говорит о том, что веб-камеры низкого разрешения «не имеют права на жизнь» в качестве прибора ночного видения. Их вполне можно использовать в качестве выносной камеры, которая будет снимать видео или осуществлять фотографирование в ночном режиме. Однако использование её в качестве головного средства зрения, будет сопряжена с трудностями, так как изображение будет весьма нечетким.
Модификация камеры
Мы приведем усредненную характеристику разборки – так как у разных камер процедура может отличаться, одна суть остается той же:
Присоединение камеры к смартфону
Для того чтобы смартфон увидел камеру — необходимо использовать OTG-кабель.
Внешний вид OTG-кабеля
Что такое USB OTG: Поддержка технологии On-The-Go появилась в USB в 2006 году и позволила связывать два устройства без дополнительного USB-хоста. При USB-соединении одно из устройств выступает в роли хоста, а другое – как периферия. При этом в различных условиях одно и то же устройство может быть либо хостом, либо периферией.
С USB OTG устройства стали обладать двойным назначением и возможностью определять, кем им быть. Если речь идет о смартфонах, то это возможность подключения внешних устройств без посредничества.
У современных смартфонов (не у всех еще) такая функция может быть встроена, тогда ты можешь без проблем подключать флеш-накопители, фотоаппараты, клавиатуру, принтер и так далее. Фактически ты можешь подключить любое устройство, не требующее установки дополнительных драйверов.
Если смартфон не поддерживает OTG, то можно воспользоваться переходником. С одной стороны – Micro USB / USB-C, с другой – USB-A (обычный порт).
Изготовление подсветки для прибора ночного видения
Как мы писали выше, прибор ночного видения того типа, который мы собираем, — потребует обязательной инфракрасной подсветки для своей работы. То есть, необходимо будет подсвечивать ту область, в которую смотрит камера.
Для подсветки, нам потребуется инфракрасный фонарь. Достаточно большое количество данных устройств можно приобрести на AliExpress.
Указанное выше по ссылке устройство имеет потребление в районе 0,25 Ампер.
Для его питания потребуется:
Программа для смартфона
Чтобы смартфон «увидел» камеру – неоходимо скачать и установить любую программу, для камер. Например, USB Camera (для Android).
Устройство для крепления смартфона
Для крепления смартфона, в целях ношения его на голове, следует взять один из множества видов шлемов виртуальной реальности, подобрав под размер вашего смартфона.
Следующим шагом следует тем или иным способом закрепить на выбранном шлеме — указанные выше элементы питания подсветки, саму подсветку, а также камеру (в этом деле очень хорошо может помочь 3D печать, для создания компактного крепежа, максимально совместимого с конкретным шлемом).
Вот и всё! Ваш личный прибор ночного видения – готов!
В видео ниже – показан пример сборки похожего устройства. Однако рекомендуется использовать рассмотренный выше контроллер заряда/разряда (не такой, как в видео) – так как он сочетает в одном компактном корпусе – как крепеж элемента 18650, так и средства его контроля заряда/разряда.
Пример похожего устройства:
Сфера применения подобных устройств достаточно широка — от ночной фотосъемки в полной темноте, до контроля сна спящего ребенка (если дополнить систему – любыми программными средствами анализа изображения).
What’s next?
Дальнейшее развитие микроэлектроники и программного обеспечения привело к тому, что в приборы ночного видения стали интегрировать различные интеллектуальные подсистемы, которые позволяют осуществлять не только непосредственное наблюдение в ночное время или в условиях плохого освещения, но и интеллектуальные средства оценки окружающей среды и прогнозирования. Данные новые качества позволяют, в частности, современным прицелам, — не только осуществлять наблюдение в условиях плохой видимости, но и предугадывать дальнейшее поведение цели и рекомендовать точку стрельбы – для гарантированного её поражения:
P.S. ну а мы, так как не солдаты – будем использовать сей девайс для всяких «няшных» задач ^_^
Как то: отслеживание спящих детей, ночная фото/видеосъемка, опять же котики…
P.P.S. самый дорогой компонент устройства, рассмотренного в данной статье— веб-камера с разрешением 1920×1080 (желательно использовать камеру максимального разрешения, которое вы можете себе позволить по цене)
Напишите в комментариях, для чего бы использовали данное устройство Вы?
Облачные VPS серверы от Маклауд быстрые и безопасные.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
Ночная фотосъемка
Nico Schroeder
Снимки экрана
Описание
Когда-нибудь хотели сделать фото при плохой освещенности, не раскрыв при этом себя?
Благодаря сложным математическим алгоритмам Night Eyes дает настоящее усиление остаточного света в режиме реального времени в вашем iPhone и iPad без дополнительного оборудования.
Изображение освещается в реальном времени (без задержки). Также можно переключиться из режима усиления остаточного света в режим экспозиции для обеспечения лучшего качества. С выдержкой до 1 секунды вы сможете увидеть даже малейшие детали.
График освещенности покажет уровень яркости в реальном времени.
Незаметно приблизьте изображение объекта с помощью 10-кратного цифрового увеличения – и сделайте фото.
Обычные эффекты ночного видения реализуются с помощью различных цветовых фильтров.
Самые важные функции:
— Три режима усиления
— Выдержка до 1 секунды *
— Настоящее ночное видение в режиме реального времени
— График освещенности в режиме реального времени
— Съемка кнопкой ув. громкости (+)
— 10-кратное цифровое увеличение
— Фокус по нажатию
— Цветовые фильтры: зеленый, красный, синий, черно-белый, сепия и т.д.
— Фото в высоком разрешении (HD)
— Ландшафтные и портретные режимы
— Поддержка передней и задней камер
— Поддержка светодиодной вспышки
— Поддержка данных в формате EXIF
*) на поддерживающих ее устройствах
Чтобы получить максимальное качество изображения, нужны хорошая камера и мощный процессор.
Все представленные снимки были сделаны с помощью iPhone и iPad и являются подлинными!
Обратите внимание, что iPhone, iPad и iPod touch не оснащены инфракрасной камерой, устанавливаемой на стандартных устройствах ночного видения, поэтому фотографии невозможно делать в полнейшей темноте – необходимо минимальное количество света, которое будет уловлено сенсорами камеры. В режиме экспозиции предварительный просмотр идет с задержкой. Также камера должна находиться в стабильном положении на время выдержки.