Übersicht der Benutzeroberfläche

Linker Bereich (Video & Motion-Steuerung)

• Videoanzeige: Zeigt das Live-Bild der Kamera. Erkannte Bewegungen werden mit gelb/cyan-farbenen Rechtecken markiert. Bewegungsrichtungspfeile (optional) zeigen die Richtung der Bewegung an.
• Motion EIN/AUS: Schaltet die Bewegungserkennung und die Auswertung der Trigger-Zonen ein oder aus.
• Schwelle: Empfindlichkeit der Bewegungserkennung (Standard: 25). Niedrigere Werte erkennen subtilere Bewegungen.
• Min.Größe: Minimale Größe in Pixel² für erkannte Bewegungen (Standard: 500). Kleinere Werte erkennen kleinere Objekte.
• Blur: Gaussian Blur Kernel-Größe (Standard: 21, muss ungerade sein). Kleinere Werte für mehr Details.
• Dilate: Anzahl der Dilate-Iterationen (Standard: 2). Höhere Werte verbinden nahe Bewegungen.
• Pfeile: Checkbox zum Ein-/Ausschalten der Bewegungsrichtungspfeile im Videobild.
• Aufl.: Zeigt die aktuelle Auflösung des Kamerabildes.
• Quelle: Zeigt die verwendete Videoquelle (Kamera-ID oder URL).
• FPS: Zeigt die aktuelle Bildwiederholrate.
• Maus: Zeigt die X/Y-Koordinaten der Maus im Videobild (nützlich zum Definieren von Zonen).
• Skripte laden: Lädt die verfügbaren Skripte aus der script.txt neu.
• Konfig. speichern: Speichert die aktuellen Einstellungen in die config.txt.
• Konfig. laden: Lädt die Einstellungen aus der config.txt neu.
• Kamera-Auflösung: Dropdown zur Auswahl der Kameraauflösung (640x480 bis 1920x1080).
• Bereich wählen: Aktiviert den ROI-Auswahlmodus (Region of Interest).
• Zonen bearbeiten: Aktiviert den Zonen-Bearbeitungsmodus.
• DEBUG Modus: Aktiviert zusätzliche Debug-Ausgaben im Log.
• Debug in debug.log: Schreibt Debug-Informationen zusätzlich in eine separate Datei.
• Hilfe anzeigen: Öffnet diese Hilfedatei.
• Beenden: Schließt die Anwendung.

Mittlerer Bereich (Rocrail & Log)

• Server Nachrichten & Log: Zeigt Log-Meldungen, gesendete und empfangene Rocrail-Nachrichten sowie Fehler an.
• Log löschen: Leert das Log-Fenster (nicht die Log-Dateien).
• Rocrail Verbindung:
  • Host: IP-Adresse oder Hostname des Rocrail-Servers (Standard: localhost).
  • Port: Port des Rocrail-Servers (Standard: 8051).
  • Verbinden/Trennen: Stellt die Verbindung zum Rocrail-Server her oder trennt sie.
• GPIO Relais-Steuerung (Raspberry Pi):
  • Status: Zeigt an, ob GPIO verfügbar ist (nur auf Raspberry Pi).
  • R1-R8: Buttons zum Umschalten der 8 Relais.
  • Pin-Eingabe: BCM-GPIO-Nummer für jeden Relais-Kanal (konfigurierbar).
  • LED-Anzeige: Grün = Relais EIN, Grau = Relais AUS.
  • Alle AUS: Schaltet alle Relais aus.
• Weichensteuerung (W1/W2):
  • Name: Editierbarer Weichenname (wird auch in Skripten verwendet).
  • Symbol: Klickbares grafisches Weichensymbol - obere Hälfte = Rund, untere Hälfte = Gerade.
  • Leuchteffekt: Die aktive Stellung wird grün leuchtend dargestellt.
  • Rund Pin/ms: GPIO-Pin und Impulszeit für Stellung "Rund".
  • Gerade Pin/ms: GPIO-Pin und Impulszeit für Stellung "Gerade".
  • Skript-Hinweis: Zeigt das Skript-Format für Weichenbefehle.

Rechter Bereich (Aktionsauswahl)

• Moduswahl:
  • Motion löst Skript aus: Die konfigurierten Motion-Trigger werden aktiv und können Skripte auslösen.
  • Manuelles Skript: Ermöglicht die manuelle Auswahl und Ausführung eines Skripts.
• Motion-Trigger 1-9 (Einfach):
  • LED-Anzeige: Grün wenn Skript läuft, grau wenn inaktiv.
  • Aktiv: Aktiviert/deaktiviert diesen Trigger.
  • Zone: Wählt eine Trigger-Zone aus. Bewegung in dieser Zone löst den Trigger aus.
  • Skript: Das Rocrail-Skript, das ausgeführt wird.
• Motion-Trigger 10 (Kombiniert):
  • Zone 1 / Zone 2: Zwei Zonen müssen gleichzeitig Bewegung erkennen.
  • Skript: Wird nur ausgeführt wenn BEIDE Zonen Bewegung melden.
• Manuelle Skriptausführung:
  • Skript wählen: Auswahl eines Skripts aus der script.txt.
  • Sofort Ausführen: Startet das ausgewählte Skript manuell.
  • Rocrail-Befehl: Direktes Senden einzelner Befehle mit History-Funktion.

Bewegungsrichtungspfeile

Die Anwendung kann die Bewegungsrichtung erkannter Objekte anzeigen:

• Aktivierung: Checkbox "Pfeile" in der Motion-Parameter-Zeile.
• Anzeige: Magentafarbene Pfeile zeigen vom Mittelpunkt der Bewegung in Bewegungsrichtung.
• Geschwindigkeit: Die Pfeillänge entspricht der Bewegungsgeschwindigkeit (20-50 Pixel).
• Mindestbewegung: Pfeile werden nur bei Bewegungen > 5 Pixel angezeigt.
• Tracking: Die Anwendung verfolgt Bewegungen über mehrere Frames (max. 100 Pixel Abstand).

Dies ist nützlich um zu erkennen, in welche Richtung sich Züge auf der Modellbahn bewegen.

Bewegungserkennungs-Parameter

Die folgenden Parameter können live angepasst werden und werden in der config.txt gespeichert:

ROI-Auswahl (Region of Interest)

Die ROI-Funktion ermöglicht es, nur einen bestimmten Bildbereich für die Bewegungserkennung zu verwenden.

ROI-Bereich festlegen:

1. Klicken Sie auf "Bereich wählen".
2. Ziehen Sie mit gedrückter linker Maustaste ein Rechteck über den gewünschten Bereich.
3. Ein grünes Rechteck zeigt die aktuelle Auswahl.
4. Klicken Sie auf "Zurück zum Hauptprogramm".

Trigger-Zonen bearbeiten

Mit dem Zonen-Editor können Sie Trigger-Zonen interaktiv anpassen.

Zonen-Bearbeitungsmodus:

1. Klicken Sie auf "Zonen bearbeiten".
2. Klicken Sie auf eine Zone um sie auszuwählen (wird grün).
3. Ziehen Sie die Zone zum Verschieben.
4. Ziehen Sie an den Ecken (grüne Kreise) zum Größe ändern.
5. Klicken Sie auf "Zonen speichern" um die Änderungen zu speichern.

Konfigurationsdateien

config.txt - Programmeinstellungen

[Camera]
video_source = 0
width = 800
height = 600

[ROI]
enabled = false
x = 0
y = 0
width = 800
height = 600

[Connection]
host = localhost
port = 8051

[Motion]
motion_threshold = 25
motion_min_area = 500
motion_blur_size = 21
motion_dilate_iter = 2
debug_mode = false
debug_log_file = false

[TriggerZonen]
; Format: zonen_name = x_mitte, y_mitte, halbe_breite, halbe_hoehe
zone_1_links = 200,300,50,50
zone_2_mitte = 400,300,50,50
zone_3_rechts = 600,300,50,50
; ... weitere Zonen ...

[Scripting]
ausloesemodus = ki_trigger

; Trigger 1-9
trigger_1_active = true
trigger_1_target_script = mein_skript_script
trigger_1_target_zone = zone_1_links
; ... für Trigger 2-9 analog ...

; Kombinierter Trigger 10
trigger_10_active = false
trigger_10_target_zone1 = zone_10_A
trigger_10_target_zone2 = zone_10_B
trigger_10_target_script = kombi_skript_script

[CommandHistory]
count = 2
cmd0 = lc id="Lok1" cmd="velocity" v="30"
cmd1 = switch id="sw1" cmd="straight"

[GPIO]
gpio_1_pin = 17
gpio_2_pin = 27
gpio_3_pin = 22
gpio_4_pin = 23
gpio_5_pin = 24
gpio_6_pin = 25
gpio_7_pin = 5
gpio_8_pin = 6

[Weichen]
; Weiche W1
w1_name = W1
w1_rund_pin = 17
w1_rund_time = 500
w1_gerade_pin = 27
w1_gerade_time = 500
; Weiche W2
w2_name = W2
w2_rund_pin = 22
w2_rund_time = 500
w2_gerade_pin = 23
w2_gerade_time = 500

[Gleise]
; Gleisanzeige
gleis1_name = Gleis1
gleis1_pin = 24
gleis2_name = Gleis2
gleis2_pin = 25
gleis3_name = Gleis3
gleis3_pin = 12
        

script.txt - Rocrail-Aktionsskripte

[einfahrt_script]
; Weichenstraße für Einfahrt Gleis 1
cmd1 = <switch id="sw1" cmd="straight"/>
cmd2 = <switch id="sw2" cmd="turn"/>
cmd3 = <pause=0.5>
cmd4 = <signal id="einfahrt_signal" state="green"/>

[lok_start_script]
; Lok langsam anfahren
cmd1 = <lc id="BR218" cmd="velocity" v="30"/>
cmd2 = <pause=3>
cmd3 = <lc id="BR218" cmd="velocity" v="50"/>

[rangierfahrt_script]
; Rangierfahrt mit Rückmelder-Warten
cmd1 = Log: Starte Rangierfahrt
cmd2 = <lc id="Lok1" cmd="velocity" v="20"/>
cmd3 = <waitfb:fb_gleis2:timeout=30>
cmd4 = <lc id="Lok1" cmd="velocity" v="0"/>
cmd5 = Log: Ziel erreicht

# Deaktivierter Befehl (wird nicht ausgeführt):
# cmd6 = <lc id="Lok1" cmd="velocity" v="100"/>
        

Verfügbare Befehle:

• Rocrail XML: <lc id="..." .../>, <switch .../>, <signal .../> etc.
• Pause: <pause=SEKUNDEN> (z.B. <pause=2.5>)
• Warten auf Rückmelder: <waitfb:ID:timeout=SEKUNDEN>
• Zone aktivieren: <zone:NUMMER:enable>
• Zone deaktivieren: <zone:NUMMER:disable>
• GPIO Relais EIN: <gpio:PIN:on> (z.B. <gpio:17:on>)
• GPIO Relais AUS: <gpio:PIN:off> (z.B. <gpio:17:off>)
• Weiche schalten (GUI): <weiche:NAME:rund> oder <weiche:NAME:gerade> (z.B. <weiche:W1:rund>)
• Weiche schalten (direkt): <weiche:NAME:PIN:MS> (z.B. <weiche:W1:17:500>)
• Gleis EIN: <gleis:NAME:on> (z.B. <gleis:Gleis1:on> oder <gleis:1:on>)
• Gleis AUS: <gleis:NAME:off> (z.B. <gleis:Gleis2:off> oder <gleis:2:off>)
• SBF aktivieren: <sbf:enable> - Schattenbahnhof-Automatik aktivieren
• SBF deaktivieren: <sbf:disable> - Schattenbahnhof-Automatik deaktivieren
• SBF zurücksetzen: <sbf:reset> - Alle Gleisbelegungen zurücksetzen
• SBF Ausfahrt: <sbf:ausfahrt> - Manuell Ausfahrt auslösen
• SBF Status: <sbf:status> - Aktuellen SBF-Status anzeigen
• Kommentar: Zeilen mit # am Anfang werden ignoriert.
• Log-Nachricht: Zeilen ohne < werden nur geloggt.

Schattenbahnhof-Automatik (v1.0) mit Belegungserkennung (v1.0)

Die Schattenbahnhof-Automatik ermöglicht eine vollautomatische Steuerung eines Schattenbahnhofs mit 3 Gleisen basierend auf Motion-Detection-Zonen.

NEU in v1.0: Automatische Belegungserkennung beim Start

Funktionsweise der Belegungserkennung:

1. Referenzbild erstellen: Wenn der Schattenbahnhof LEER ist, klicken Sie auf "📷 Ref.Bild erstellen". Das Bild wird als sbf_ref.png gespeichert.
2. Automatische Erkennung: Beim Programmstart wird das aktuelle Kamerabild mit dem Referenzbild verglichen.
3. Differenzerkennung: Für jede Gleis-Zone wird berechnet, wie stark sich das Bild vom Referenzbild unterscheidet.
4. Schwellwert: Der konfigurierbare Schwellwert (Standard: 2.0%) bestimmt, ab wann ein Gleis als belegt gilt.

Erkennungsmethoden (Multi-Kriterien):

Die Erkennung verwendet 4 Methoden - mindestens 2 müssen erfüllt sein:

Weichenstellung nach Erkennung:

• Freies Gleis vorhanden: Die Weichen werden automatisch auf das erste freie Gleis gestellt (Priorität: 1, 2, 3).
• Alle Gleise belegt: Dialog fragt ob Zug aus Gleis 1 ausfahren soll. Bei Bestätigung werden Weichen auf Gleis 1 gestellt.

GUI-Elemente für Belegungserkennung:

• Status-Anzeige: Zeigt ob Referenzbild vorhanden ist.
• 📷 Ref.Bild erstellen: Erstellt neues Referenzbild vom aktuellen Kamerabild.
• 🔍 Prüfen: Manuelle Belegungsprüfung mit detailliertem Ergebnis-Dialog.
• Schwellwert: In config.txt unter [Schattenbahnhof] → belegung_schwellwert.

Gleisanzeige mit Signal-LEDs (v1.0):

• Signal-LEDs: Rote/grüne LEDs neben jedem Gleis zeigen den Belegungsstatus (Rot = Belegt, Grün = Frei)

Funktionsweise der Motion-Erkennung

Weichenlogik

Konfiguration

• Gleis 1/2/3-Zone: Motion-Zonen für die Belegungserkennung der einzelnen Gleise
• Ausfahrt-Zone: Motion-Zone für die Ausfahrt-Erkennung
• Belegung-Schwellwert: Prozentsatz ab dem ein Gleis als belegt gilt (Standard: 2.0%)

Konfiguration in config.txt

[Schattenbahnhof]
auto_enabled = true
ausfahrt_zone = zone_ausfahrt
gleis1_zone = zone_1_gleis_1
gleis2_zone = zone_1_gleis_2
gleis3_zone = zone_1_gleis_3
belegung_schwellwert = 2.0
        

GUI-Elemente

Skriptbeispiel

[sbf_einfahrt]
; Schattenbahnhof-Automatik starten
cmd1 = Log: Schattenbahnhof-Betrieb aktiviert
cmd2 = <sbf:enable>
cmd3 = <sbf:status>

[sbf_reset]
; Alle Gleise freigeben
cmd1 = Log: Schattenbahnhof wird zurückgesetzt
cmd2 = <sbf:reset>
cmd3 = <gleis:1:on>
cmd4 = <gleis:2:on>
cmd5 = <gleis:3:on>

[sbf_belegung_pruefen]
; Belegung per Bildvergleich prüfen
cmd1 = Log: Prüfe Gleisbelegung...
cmd2 = <sbf:check>
cmd3 = <sbf:status>
        

GPIO-Steuerung (Raspberry Pi)

Voraussetzungen:

• Raspberry Pi (beliebiges Modell mit GPIO-Header)
• RPi.GPIO Python-Bibliothek installiert (pip install RPi.GPIO)
• Geeignete Relais-Module (z.B. 8-Kanal Relais-Board)
• Korrekte Verkabelung der GPIO-Pins mit den Relais

Standard-GPIO-Pins (BCM-Nummerierung):

GPIO in Skripten verwenden:

[weichenheizung_script]
; Weichenheizung für 5 Sekunden einschalten
cmd1 = <gpio:17:on>
cmd2 = <pause=5>
cmd3 = <gpio:17:off>

[beleuchtung_script]
; Mehrere Relais schalten
cmd1 = <gpio:17:on>
cmd2 = <gpio:27:on>
cmd3 = <gpio:22:on>
cmd4 = <pause=10>
cmd5 = <gpio:17:off>
cmd6 = <gpio:27:off>
cmd7 = <gpio:22:off>
        

Weichensteuerung (W1/W2)

Funktionsweise:

• Grafisches Symbol: Jede Weiche hat ein interaktives Symbol das die aktuelle Stellung zeigt.
• Klick-Steuerung: Klick auf obere Hälfte = Rund, Klick auf untere Hälfte = Gerade.
• Leuchteffekt: Die aktive Stellung wird grün leuchtend dargestellt, die inaktive grau.
• GPIO-Impuls: Beim Schalten wird ein kurzer GPIO-Impuls gesendet (Active LOW für Waveshare Relay Board).
• Editierbarer Name: Der Weichenname kann geändert werden und wird in Skripten erkannt.

Standard-Pins:

Weichen in Skripten verwenden:

[weichenstrasse_script]
; Weichenstraße für Einfahrt mit GUI-Weichen
cmd1 = <weiche:W1:gerade>
cmd2 = <weiche:W2:rund>
cmd3 = <pause=0.5>
cmd4 = Log: Weichenstraße gestellt

[weiche_direkt_script]
; Weiche mit direkten Parametern (PIN:ZEIT_MS)
cmd1 = <weiche:W1:17:500>
cmd2 = <pause=1>
cmd3 = <weiche:W1:27:500>

[gleise_script]
; Gleise ein- und ausschalten
cmd1 = <gleis:Gleis1:on>
cmd2 = <gleis:2:on>
cmd3 = <pause=5>
cmd4 = <gleis:1:off>
cmd5 = <gleis:Gleis2:off>
        

Gleisanzeige

Funktionsweise:

• Buttons: Drei Buttons (Gleis1, Gleis2, Gleis3) zum Ein-/Ausschalten.
• Farbcodierung: Grün = EIN (aktiv), Rot = AUS (inaktiv).
• GPIO-Steuerung: Jeder Button ist mit einem konfigurierbaren GPIO-Pin verbunden.
• Skript-Integration: Gleise können per Skript gesteuert werden.

Standard-Pins:

Gleise in Skripten verwenden:

[beleuchtung_script]
; Gleisspannung einschalten
cmd1 = <gleis:Gleis1:on>
cmd2 = <gleis:2:on>
cmd3 = Log: Gleise 1 und 2 aktiv

[abschalten_script]
; Alle Gleise ausschalten
cmd1 = <gleis:1:off>
cmd2 = <gleis:2:off>
cmd3 = <gleis:3:off>
        

LED-Anzeigen für Trigger-Status

Jeder Motion-Trigger (1-10) hat eine LED-Anzeige:

• Graue LED: Skript läuft nicht.
• Grüne LED: Skript wird gerade ausgeführt.

Fehlerbehebung

• Keine Bewegung erkannt:
  • Ist "Motion EIN" aktiviert?
  • Schwelle reduzieren (z.B. auf 15).
  • Min.Größe reduzieren (z.B. auf 200).
  • Beleuchtung verbessern.
• Zu viele Fehlerkennungen:
  • Schwelle erhöhen (z.B. auf 35).
  • Min.Größe erhöhen (z.B. auf 1000).
  • Blur erhöhen (z.B. auf 31).
• Skripte werden nicht ausgeführt:
  • Rocrail-Verbindung prüfen!
  • Modus "Motion löst Skript aus" aktiv?
  • Trigger auf "Aktiv" gesetzt?
  • Gültiges Skript ausgewählt?
  • Bewegung in der richtigen Zone?
• Kamera nicht gefunden:
  • Kamera angeschlossen?
  • video_source in config.txt prüfen (0, 1, 2... oder URL).

Performance-Tipps

• Niedrigere Auflösung: 640x480 oder 800x600 für bessere FPS.
• MJPEG-Codec: Die Anwendung versucht automatisch MJPEG zu aktivieren.
• ROI nutzen: Nur relevante Bildbereiche analysieren.
• Pfeile deaktivieren: Wenn Bewegungsrichtung nicht benötigt wird.

Version: v1.0 - Moba Cam mit automatischer Belegungserkennung

Reine Motion-Detection basierte Bewegungserkennung für Modellbahnen:

• ✅ Keine KI/YOLO/CUDA-Abhängigkeiten
• ✅ Leichtgewichtig und schnell
• ✅ Klassische Bildverarbeitung mit OpenCV
• ✅ 10 konfigurierbare Trigger-Zonen
• ✅ Bewegungsrichtungspfeile
• ✅ ROI-Auswahl und Zonen-Editor
• ✅ Rocrail-Integration
• ✅ Rückmelder-Warte-Funktion
• ✅ Befehlshistorie
• ✅ GPIO-Relais-Steuerung (8 Kanäle)
• ✅ Grafische Weichensteuerung (W1/W2)
• ✅ Klickbare Weichensymbole mit Leuchteffekt
• ✅ Schattenbahnhof-Automatik mit 3 Gleisen
• ✅ NEU: Automatische Belegungserkennung beim Start
• ✅ NEU: Referenzbild-Vergleich (PNG, verlustfrei)
• ✅ NEU: Multi-Kriterien-Erkennung (4 Methoden)
• ✅ NEU: Automatische Weichenstellung nach Erkennung
• ✅ NEU: Signal-LEDs an den Gleisen (Rot/Grün)
• ✅ NEU: Gleisanzeige mit Signal-LEDs (Rot=belegt, Grün=frei)
• ✅ Skripte ohne Rocrail-Verbindung ausführbar

Hilfe: Moba Cam - Motion Detection v1.0

Willkommen zur Hilfe für die Motion-Detection basierte Bewegungserkennung mit Rocrail-Anbindung für Modelleisenbahnen.

Übersicht der Benutzeroberfläche

Hilfe: Moba Cam - Motion Detection v1.0

Willkommen zur Hilfe für die Motion-Detection basierte Bewegungserkennung mit Rocrail-Anbindung für Modelleisenbahnen.

Übersicht der Benutzeroberfläche

Installation

Schritt 1: Python installieren

sudo apt update
sudo apt install python3 python3-pip python3-venv

brew install python3

Schritt 2: Benötigte Python-Bibliotheken installieren

pip install opencv-python pillow numpy

pip install RPi.GPIO

Schritt 3: Software starten

cd /pfad/zum/Moba_Cam
python Moba_cam_v1.0_alt1.py

python Moba_cam_v1.0.py
python Moba_cam_v1.0.py

Schritt 4: Erste Konfiguration

Fehlerbehebung bei der Installation

Übersicht der Benutzeroberfläche