Za pomocą modułu kamery Raspberry Pi

Z modułem kamery Raspberry Pi możesz robić zdjęcia i nagrywać filmy za pomocą Raspberry Pi. Moduł nie wymaga dużej mocy do pracy, a zasilacz 5V używany do zasilania Raspberry Pi wystarczy, aby uruchomić zarówno moduł aparatu, jak i Raspberry Pi.

Moduł kamery Raspberry Pi jest dostępny z różnymi rozdzielczościami aparatów. Obecnie dostępne są trzy moduły kamery Raspberry PI: (1) Moduł aparatu V2 z 8-megapikselowym czujnikiem kamery Sony IMX219, (2) Kamera PI noir v2, który ma również 8-megapikselowy czujnik kamery Sony INX219, ale nie ma filtra podczerwieni i (3) RASPBERRY PI Wysokiej jakości aparat, który używa 12.3-megapikselowy czujnik Sony IMX477.

W tym artykule pokażemy, jak podłączyć moduł kamery Raspberry Pi z Raspberry Pi oraz jak robić zdjęcia i nagrywać filmy za pomocą modułu aparatu. W tym artykule użyjemy modułu kamery Raspberry Pi, ale inne moduły aparatu działają w ten sam sposób.

Aby śledzić ten artykuł, będziesz potrzebować następujących:

1. Raspberry Pi 3 lub Raspberry Pi 4 z łącznością sieciową;
2. moduł kamery Raspberry Pi;
3. Adapter zasilający Micro-USB (Raspberry PI 3) lub USB Type-C (Raspberry Pi 4);
4. Karta microSD 16 GB lub 32 GB z Raspberry Pi OS; I
5. Laptop lub komputer stacjonarny do dostępu do zdalnego komputera VNC lub dostęp do Raspberry Pi.

NOTATKA: W tym artykule połączymy się z Raspberry Pi zdalnie za pośrednictwem VNC lub SSH za pomocą bezgłowej konfiguracji Raspberry Pi. Jeśli nie chcesz zdalnie uzyskiwać dostępu do Raspberry Pi za pośrednictwem SSH lub VNC, musisz podłączyć monitor, klawiaturę i mysz do Raspberry Pi.

Aby dowiedzieć się, jak flashować obraz Raspberry Pi OS na karcie microSD, odwołaj się do instalacji i użycia Raspberry Pi Imager. Jeśli potrzebujesz pomocy w zainstalowaniu Raspberry Pi OS na Raspberry Pi, przeczytaj, jak zainstalować Raspberry Pi OS na Raspberry Pi 4. Jeśli potrzebujesz pomocy z bezgłową konfiguracją Raspberry Pi, sprawdź, jak zainstalować i skonfigurować Raspberry Pi OS na Raspberry Pi 4 bez monitora zewnętrznego.

Konfiguracja sprzętu

Raspberry Pi Camera V2 Zestaw modułu aparatu jest wyposażony w dokumentację i moduł aparatu.

Moduł aparatu powinien przejść Złącze CSI aparatu, Jak pokazano na poniższym obrazku. Raspberry Pi Złącze CSI aparatu powinien mieć przymocowany cienki plastikową warstwę w celu ochrony. Usuń cienką plastikową warstwę z Złącze CSI aparatu.

Po usunięciu cienkiej folii z plastiku z Złącze CSI aparatu, Powinien wyglądać jak pokazano na poniższym obrazku.

Złącze CSI aparatu jest domyślnie zablokowany. Aby podłączyć moduł kamery Raspberry Pi do Złącze CSI aparatu, musisz go najpierw odblokować. Odblokować Złącze CSI aparatu, pociągnij czarną część, jak pokazano na poniższych obrazach, aby ją podnieść.

Kabel wstążkowy modułu kamery Raspberry Pi należy wstawić do Złącze CSI aparatu.

Umieść kabel wstążkowy modułu kamery Raspberry Pi w złączu CAME CSI. Upewnij się, że szpilki kabla wstążki są skierowane do przodu, jak pokazano na poniższym obrazku.

Ostrożnie wsuń kabel wstążki do złącza CSI. Upewnij się, że piny są częściowo widoczne, jak pokazano na poniższym obrazku.

Pchnij czarny uchwyt złącza CSI w dół, aby zablokować kabel wstążki na miejscu.

Gdy kabel wstążki zostanie zablokowany do złącza CSI, powinien wyglądać tak, jak pokazano na poniższym obrazku.

Moduł aparatu ma cienką plastikową warstwę przymocowaną do soczewki kamery domyślnie, aby chronić soczewkę przed przypadkowym uszkodzeniem. Jednak przed użyciem aparatu musisz usunąć folię z tworzywa sztucznego.

Po usunięciu cienkiej folii plastikowej z aparatu powinien wyglądać jak pokazana na poniższym obrazku. Teraz aparat jest gotowy do robienia zdjęć i nagrywania filmów.

Zasilanie na malinach pi

Po podłączeniu modułu aparatu do Raspberry Pi, podłącz kabel zasilający do Raspberry Pi i włącz go.

Konfigurowanie modułu kamery Raspberry Pi

Aby robić zdjęcia i nagrywać filmy z modułem kamery Raspberry Pi, musisz włączyć je z oprogramowania konfiguracyjnego Raspberry PI. Uruchom narzędzie wiersza polecenia Raspberry PI z następującym poleceniem:

$ sudo raspi-config

Wybierać Opcje interfejsu i naciśnij .

Wybierać Kamera i naciśnij .

Wybierać i naciśnij .

Naciskać .

Wybierać i naciśnij .

Wybierać i naciśnij . Twój Raspberry Pi powinien się zrestartować.

Gdy twoje buty Raspberry Pi należy włączyć moduł kamery Raspberry Pi.

Tworzenie katalogu projektów

Aby zorganizować pliki projektu, utwórz katalog projektu ~/praca Z następującym poleceniem:

$ mkdir ~/work

Po utworzeniu katalogu projektu przejdź do katalogu projektu w następujący sposób:

$ CD ~/Work

Robienie zdjęć z wiersza poleceń

Możesz przechwytywać obrazy z kamery Raspberry Pi z wiersza poleceń za pomocą Raspistill Program wiersza poleceń. Raspistill jest wstępnie zainstalowany z Raspberry Pi OS.

Aby zrobić zdjęcie z kamery Raspberry Pi i zapisać go jako nowy plik obraz1.jpg, Uruchom następujące polecenie:

$ Raspistill -o Image1.jpg

Jak widać, nowy plik obrazu obraz1.jpg został stworzony.

$ ls -lh

Jak widać, moduł kamery Raspberry Pi zrobił obraz.

Maksymalna obsługiwana rozdzielczość obrazu dla mojej kamery Raspberry Pi V2 8-megapikselowa kamera to 3280 × 2464 pikseli.

Zrobić obraz w niższej rozdzielczości (i.mi., 1024× 768 piksele), uruchom następujące polecenie:

$ Raspistill -W 1024 -H 768 -Q 100 -O Image2.jpg

Jak widać, wykonano nowy obraz.

$ ls -lh

Nowy obraz ma rozdzielczość 1024× 768 piksele.

Możesz odwrócić obraz pionowo za pomocą -vf flaga w następujący sposób:

$ Raspistill -vf -o Image3.jpg

Jak widać, obraz został odwrócony w pionie.

Możesz także odwrócić obraz w poziomie za pomocą -hf flaga w następujący sposób:

$ Raspistill -Hf -o Image4.jpg

Jak widać, obraz został odwrócony w poziomie.

Nagrywanie filmów z wiersza poleceń

Możesz nagrywać filmy za pomocą aparatu Raspberry Pi z wiersza poleceń za pomocą Raspivid Program wiersza poleceń. Raspivid jest wstępnie zainstalowany na Raspberry Pi OS.

Aby nagrać film z kamerą Raspberry Pi i zapisz go jako nowy plik wideo1.H264, Uruchom następujące polecenie:

$ RASPIDID -O VIDEO1.H264

NOTATKA: Nazwa pliku wideo musi zakończyć się .H264 (Rozszerzenie wideo H264).

Krótki klip wideo został nagrany i zapisany jako wideo1.H264, jak pokazano na zrzucie ekranu poniżej.

Poniższy obraz pokazuje wideo nagrane za pomocą odtwarzanego modułu kamery Raspberry Pi.

Możesz nagrać wideo w określonej rezolucji (e.G., 1024 × 768 pikseli) w następujący sposób:

$ RASPID -W 1024 -H 768 -O VIDEO2.H264

Poniższy obraz pokazuje, że nowy film z rozdzielczością 1024 × 768 Pixels zostały nagrane.

$ ls -lh

Na poniższym zdjęciu wideo z rozdzielczością 1024 × 768 pikseli jest odtwarzane w VLC Media Player.

Jak w przypadku Raspistill Command Ine Program, możesz użyć -vf i -hf Opcje odpowiednio odwrócenia nagranego wideo w pionie i poziomie.

Praca z kamerą Raspberry Pi za pomocą Pythona

W tej sekcji pokażę, jak robić zdjęcia i nagrywać filmy z modułem kamery Raspberry Pi za pomocą języka programowania Python. Najpierw zrobimy zdjęcia z modułem kamery Raspberry Pi za pomocą Pythona.

Utwórz skrypt Python Ex01.py W katalogu projektu w następujący sposób:

$ nano ex01.py

Następnie wpisz następujące wiersze kodu w Ex01.py plik. Po zakończeniu naciśnij + X śledzony przez Y I Aby uratować Ex01.py plik.

Tutaj linia 1 importuje Picamera moduł z Picamera biblioteka i linia 2 importuje spać funkcja z czas biblioteka. W linii 4, nowy Picamera Obiekt jest tworzony, a odniesienie do obiektu jest przechowywane w kamera zmienny.

Aparat start_preview () Metoda służy do otwarcia okna podglądu aparatu przed zrobieniem zdjęcia. Możesz zobaczyć okno podglądu tylko wtedy, gdy jesteś podłączony do Raspberry Pi za pomocą zewnętrznego monitora. spać() Funkcja służy do oczekiwania 5 sekund przed zrobieniem zdjęcia. Okno podglądu zostanie wyświetlone dla liczby dostarczonych sekund. Aparat schwytać() Metoda służy do zrobienia zdjęcia z modułem kamery Raspberry Pi i zapisanie go jako obraz5.jpg plik. Po wykonaniu obrazu okno podglądu aparatu nie jest już potrzebne, a aparat stop_preview () Metoda służy do zamykania okna podglądu aparatu.

Uruchom Ex01.py Skrypt Pythona w następujący sposób:

$ Python3 Ex01.py

Jak widać, okno podglądu aparatu jest wyświetlane. Okno podglądu aparatu pomoże prawidłowo wyrównać moduł aparatu podczas robienia zdjęć.

Jak widać, nowy obraz został zapisany jako obraz5.jpg.

Możesz także robić zdjęcia w określonej rozdzielczości (e.G., 1024 × 768 pikseli) za pomocą skryptu Pythona. Aby to zrobić, najpierw stwórz nowy skrypt Python Ex02.py następująco:

$ nano ex02.py

Wpisz następujące wiersze kodu w Ex02.py Plik skryptu Pythona. Kod w Ex02.py jest w większości taki sam jak kod w Ex01.py, Ale aparat rezolucja właściwość jest używana w wierszu 5 do ustawienia rozdzielczości. Naciskać + X śledzony przez Y I Aby uratować Ex02.py Skrypt Pythona.

Uruchom Ex02.py Skrypt Pythona w następujący sposób:

$ Python3 Ex02.py

Należy wyświetlić okno podglądu aparatu.

Jak widać, przy użyciu przy użyciu nowego obrazu rozdzielczości 1024 × 768 pikseli Ex02.py.

Możesz także uchwycić wiele obrazów za pomocą języka programowania Python. Aby to zrobić, utwórz nazywany plik skryptu Python Ex03.py W katalogu projektu w następujący sposób:

$ nano ex03.py

Wpisz w następujących wierszach kodu w Ex03.py Plik skryptu Pythona. Po zakończeniu naciśnij + X śledzony przez Y I Aby uratować Ex03.py plik.

Kod jest w większości taki sam jak w Ex02.py Skrypt Pythona, ale kod używany do przechwytywania obrazu znajduje się wewnątrz Do pętla. Do pętla działa 5 razy w tym przykładzie, a opóźnienie wynosi 10 sekund przed uchwyceniem obrazu. Dlatego, Ex03.py Zrobi 5 zdjęć w 10-sekundowych odstępach czasu.

Uruchom Ex03.py Skrypt Pythona w następujący sposób:

$ Python3 Ex03.py

Jak widzisz, Ex03.py Zrobiłem 5 zdjęć z modułem kamery Raspberry Pi.

Możesz także nagrywać filmy z kamerą Raspberry Pi za pomocą języka programowania Python. Aby to zrobić, stwórz nowy skrypt Python Ex04.py następująco:

$ nano ex04.py

Wpisz w następujących wierszach kodu w Ex04.py Skrypt Pythona. Po zakończeniu naciśnij + X śledzony przez Y I Aby uratować Ex04.py Skrypt Pythona.

Tutaj Import linii 1 Picamera z Picamera Biblioteka, wiersz 3 inicjuje Picamera, i linia 4 ustawia rozdzielczość aparatu na 640 × 480 pikseli. Wiersz 6 uruchamia podgląd aparatu, aby zobaczyć, co rejestruje moduł kamery Raspberry Pi, a wiersz 7 rozpoczyna nagrywanie i zapisuje nagrywanie wideo3.H264. Pamiętaj, że nazwa pliku musi zakończyć się .H264 rozszerzenie.

Linia 8 służy do nagrywania wideo przez 120 sekund., a linia 9 służy do zatrzymania nagrywania. Po zakończeniu nagrywania linia 10 jest używana do zatrzymania podglądu aparatu, ponieważ nie będziemy go już potrzebować.

Uruchom Ex04.py Skrypt Pythona w następujący sposób:

$ Python3 Ex04.py

Jak widać, wideo jest nagrywane i zapisywane w pliku wideo3.H264.

Jak widać, nagrane wideo są odtwarzane.

Konwersja plików wideo H264 na MP4

Domyślnie filmy nagrane przez moduł kamery Raspberry Pi są zapisywane w formacie H264. Jednak najczęściej stosowanym formatem jest format MP4. W tej sekcji pokażemy, jak przekonwertować wideo H264 na format wideo MP4 na systemie OS Raspberry Pi za pomocą GPAC program wiersza poleceń. Ten program nie jest wstępnie zainstalowany na systemie OS Raspberry Pi, ale jest dostępny w oficjalnym repozytorium pakietów Raspberry Pi OS.

Najpierw zaktualizuj pamięć podręczną repozytorium pakietów Apt za pomocą następującego polecenia:

Aktualizacja $ sudo apt

Żeby zainstalować GPAC, Uruchom następujące polecenie:

$ sudo apt Zainstaluj GPAC

Aby potwierdzić instalację, naciśnij Y a następnie naciśnij .

Teraz, GPAC należy zainstalować.

Do konwersji wideo3.H264 Plik do MP4, uruchom następujące polecenie:

$ Mp4box -Add video3.H264 Video3.MP4

Wideo H264 jest konwertowane na format MP4.

W tym momencie wideo zostało przekonwertowane na MP4.

Do tej pory w katalogu projektu powinien zostać utworzony nowy plik MP4, jak pokazano na zrzucie ekranu poniżej.

$ ls -lh

Jak widać, przekonwertowany plik MP4 jest odtwarzany w VLC Media Player.

Wniosek

W tym artykule pokazaliśmy, jak podłączyć moduł kamery Raspberry Pi z Raspberry Pi i jak robić zdjęcia i nagrywać filmy z wiersza poleceń za pomocą modułu kamery Raspberry Pi i języka programowania Python.