之前一直有一个想法想做一个热成像仪,正好最近有一个项目需要用到热成像,于是在琢磨如何制作使用一款具有无线功能的热成像装置。
1、器件选型
由于需要涉及无线传输,还要求使用WIFI,那么主控就是优先考虑ESP32作为主控。
但是关于热成像传感器的选择就需要我头疼了,如何在保证开发效率以及成本的情况下选择合适的传感器。
最开始我选择的是MI0802这款热成像传感器:
它的分辨率达到80*62,比较满足我的要求。不过MI0802居然是不开源的。于是只能选择其他的传感器了。
后来看到了MLX90640,百元级别的价格能实现32*24像素的分辨率,就先买了一块模块来试试开发难度。
2、程序开发
Arduino IDE有MLX90640的库,因此开发起来很简单,只需要调用相应的库。
Adafruit_MLX90640 mlx;float frame[32*24]; // 原始温度数据
创建90640的实例对象和帧缓存区
// 读取热像仪数据if(mlx.getFrame(frame) != 0) {//错误return;}
读取摄像头的原始数据
为了能够显示出来,这里使用一块240*240的TFTLCD来显示。
tft.startWrite();for(int y=0; y<24; y++) {for(int x=0; x<32; x++) {uint16_t color = tempToColor(frame[y*32 + x]);tft.fillRect(x*7, y*10, 7, 10, color);}}tft.endWrite();
tempToColor是将温度转化为不同颜色来显示。
可以看到也是能成功的显示出来,不过由于分辨率问题,像素感太强,因此我对他进行双线性插值伪彩显示。
3、双线性插值伪彩显示
双线性插值的原理不做过多赘述,总体而言就是根据已知的像素对中间的区域进行估计。
for(int screenY = 0; screenY < 240; screenY++) {// 计算对应的原始数据行(保留右侧16像素显示信息)for(int screenX = 0; screenX < 224; screenX++) {// 将屏幕坐标映射到原始数据坐标(32x24 → 224x240)float srcX = (screenX * 31.0) / 223.0; // 0-31float srcY = (screenY * 23.0) / 239.0; // 0-23// 确定四个相邻采样点int x0 = floor(srcX);int y0 = floor(srcY);int x1 = min(x0 + 1, 31);int y1 = min(y0 + 1, 23);// 计算插值权重float xWeight = srcX - x0;float yWeight = srcY - y0;// 获取四个点的温度值float temp00 = frame[y0*32 + x0];float temp01 = frame[y0*32 + x1];float temp10 = frame[y1*32 + x0];float temp11 = frame[y1*32 + x1];// 双线性插值计算float temp =temp00 * (1 - xWeight) * (1 - yWeight) +temp01 * xWeight * (1 - yWeight) +temp10 * (1 - xWeight) * yWeight +temp11 * xWeight * yWeight;// 绘制像素tft.drawPixel(screenX, screenY, tempToColor(temp));}}
双线性插值伪彩处理
接下来让我们看看效果
4、后续安排
后面应该会对这个项目继续更近,打算将其制作成PCB,总成本大概不到200元并且设计相应的手机APP,期待以后的文章吧!
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