Краткая инструкция по подключению и использованию аппаратной камеры для Raspberry Pi Обратите внимание, что камера может быть повреждена статическим электричеством. Перед тем, как достать камеру рекомендуется дотронуться до заземлённого объекта (например до радиатора батареи отопления), чтобы снять заряд. Камера подсоединяется к плате при помощи гибкого шлейфа. Разъём для шлейфа находится между Ethernet и HDMI портами. Объектив камеры может быть закрыт прозрачной защитной плёнкой, перед использованием её нужно удалить.

Включаем поддержку камеры в Raspbian

Загрузите Raspberry Pi и осуществите вход в систему (по умолчанию имя пользователя - pi , пароль - raspberry ). В терминале выполните команды для обновления дистрибутива Raspbian до последний версии: sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Программное обеспечение для работы с камерой

raspivid консольное приложение для записи видео с камеры.

raspistill приложения для получения изображений с камеры параметры -o или –output определяют имя выходного файла -t или –timeout длительность записи видео (по умолчанию 5 секунд) -d или –demo запись в режиме демонстрации возможностей. Будут использованы все возможные эффекты

Примеры: raspistill -o image.jpg - захват изображения в.jpg формате

raspivid -o video.h264 - захват 5-ти секундного видео в формате h264

raspivid -o video.h264 -t 10000 - захват 10-ти секундного видео в формате h264

raspivid -o video.h264 -t 10000 -d - захват 10-ти секундного видео в формате h264 в режиме демонстрации возможностей

Посмотреть все возможные параметры для приложений raspivid и raspistill можно следующим образом:raspivid | less, raspistill | less

Используйте курсор для перемещения по списку или введите "q" для выходаПодробное описание параметров для программного обеспечения камеры можно найти

Передача потокового видео по сети

Для передачи видео выполняем на Raspberry Pi команду

raspivid -t 999999 -o - | nc 5001

Для просмотра видео на клиенте необходимо установить mplayer и netcat и запустить их следующим образом nc -l -p 5001 | mplayer -fps 31 -cache 1024 для Linux

Один из самых популярных проектов на Raspberry Pi — это создание сервера видеонаблюдения с возможностью трансляции в интернет. Многие используют подобные системы в качестве охранных систем (и я в том числе), но сущестуют и другие способы применения. Если вы придумали что то интересное, можно написать об этом в комментариях. Подобный проект обойдется примерно в £60 — £70, но я использовал некоторые дополнительные компоненты, которые были у меня в наличии (и, получается, ничего не стоили). Я использовал вебкамеру Logitech Quickcam в своем проекте.

Что нам понадобится:

• Raspberry Pi
• SD карта объемом 8 Гб или более
• Вебкамера
• Доступ в интернет с помощью Ethernet или WiFi адаптера
• USB концентратор с внешним питанием
• Клавиатура
• Мышь (для настройки WiFi)

Итак, начнём с установки на SD карту свежей версии Debian «Wheezy», которую можно . Для установки образа на компьютере с Windows можно использовать утилиту , а для компьютеров Mac использовать эту программу . (Подробнее об установке образов )

После завершения копирования образа, вставляем SD карту в Raspberry Pi. Подключаем сетевой кабель или беспроводной адаптер, а также клавиатуру. И, наконец, не забудьте подключить USB концентратор и подать на него питание.

После включения Raspberry Pi, установите часовой пояc, в соответствии со своим местоположением, с помощью утилиты raspi-config .

Обратите внимание, что для входа в свежеустановленной системе нужно использовать имя пользователя pi с паролем raspberry .

Если используется подключение к сети по WiFi:

Для настройки беспроводного адаптера и подключения к WiFi с помощью графического интерфеса необходимо ввести команду:

После этого можно будет настроить беспроводное подключение. По окончании, щелкните мышью в левый нижний угол экрана и выберите пункт Log out для возврата в командную строку.

Теперь пришло время обновить систему. Наберите в командной строке:

Sudo apt-get update sudo apt-get upgrade

и дождитесь завершения. Теперь необходимо установить Motion — программное обеспечение, которое будет заниматься трансляцией видео с помощью встроенного вебсервера. Для этого, введите:

Sudo apt-get install motion

и подождите. По завершении установки, подключите вебкамеру к порту USB концентратора с внешним питанием.

Теперь нужно внести изменения в конфигурационный файл программы Motion. Для этого выполните команду:

Sudo nano /etc/motion/motion.conf

Откроется редактор с конфигурационным файлом, в который можно внести исправления. Наиболее важными являются эти параметры:

Daemon = OFF (исправить на ON – этот параметр где-то в начале файла) webcam_localhost = ON (исправить на OFF – этот параметр где-то в конце файла)

Нажмите Ctrl + X для сохранения, а затем ‘y’ для подтверждения операции и, наконец, Enter для указания имени файла.

Теперь можно запускать сервер Motion:

Sudo service motion start

Подождите примерно 60 секунд, затем введите в браузер IP адрес Raspberry Pi. Оптимальным выбором браузера будет Firefox последней версии.

Адрес выглядит так: 192.168.X.X:8081

Убедитесь, что в конце строки указан порт 8081 для того, чтобы увидеть изображение. Для доступа к настройкам используйте порт 8080 вместо 8081.

Порт 8081 – видео Порт 8080 – веб интерфейс конфигурации

Обратите внимание, что вы сможете получить доступ к камере только внутри вашей локальной сети. Подключиться из другого места к домашнему видео серверу не получится. Для того, чтобы подключаться извне, настройте перенаправление входящих соединений на домашнем маршрутизаторе.

Поздравляю! Вы только что настроили свой собственный сервер видеонаблюдения на своём Raspberry Pi! Желаю успехов и не стесняйтесь распространять текст этой статьи!

Примечание: если видеосервер показывает серый прямоугольник вместо изображения — введите команду ls /dev/video в терминале, для того чтобы определить название видеоустройства. По умолчанию в файле /etc/motion/motion.conf указано video0 . Если ваша вебкамера имеет другое название — исправьте конфигурационный файл, затем перезапустите Motion.

Внимание! Всё, что описано в данной статье вы повторяете на свой страх и риск! Я не несу ответственности за любые последствия. Статья представляет собой только руководство.

Рассмотрим методы правильного подключения камеры к Raspberry Pi и работу с ней через терминальное окно и с помощью языка программирования Python.
Материалы по теме: ,
Подключая камеру к Raspberry помним следующее:

• камера боится статического электричества, прикасаться к ней во время работы желательно через антистатический материал
• камера потребляет 250 мА - при использовании посредственного блока питания Малины подключение камеры может вызвать нехватку питания при активной работе камеры
• в камере нет микрофона
• верх камеры находится со стороны противоположной выходу шлейфа, но для отражение изображения по вертикали есть специальная команда - об это ниже.

Подключение

Желательно выполнять подключение камеры к выключенной Raspberry. Быстро выключить Малину можно командой
sudo shutdown now
Шлейфовый разъем CSI находится рядом с HDMI:Плюс подключения камеры через этот разъем в отличие от USB - в разгрузке процессора при передаче данных через интерфейс CSI
Для удобства фиксации камеры есть готовые решения, например - Акриловый холдер .
Интерфейс камеры должен быть активирован в настройках Raspberry:
После активации камеры (если это требовалось) Малину необходимо перезагрузить:sudo reboot now
Для работы с камерой в Raspbian уже предустановлены необходимые утилиты и драйвера. Обновим пакеты для использования свежих версий: sudo apt-get update -y sudo apt-get dist-upgrade -y Если все сделано верно, попробуем получить пробный кадр с камеры - создадим папку для фотографий, перейдем в нее и выполним команду захвата изображения: mkdir ~/pi_cam/ cd ~/pi_cam/ raspistill -v -o test.jpg
В случае фейла следует проверить предыдущие шаги, либо прозвонить контакты разъемов на камере и на Малине.
В ОС Raspbian предустановлены следующие пакеты для работы с камерой:

• raspivid, raspvidyuv - захват видео
• raspistill, raspiyuv- получение фотографий

Полное руководство по перечисленным утилитам на английском языке находится на офф. сайте Raspberry Pi
Все утилиты запускаются из терминала и достаточно просты в использовании.
Пакеты, с названиями, оканчивающимися на “yuv” не используют компонент кодирования - сохраняют “сырую” необработанную информацию, полученную сенсором камеры. Рассмотрим работу с каждым пакетом, но прежде познакомимся со списком общих для всех пакетов параметров камеры, а далее рассмотрим специфические аргументы и конкретные примеры их применения.

Общие параметры

Рассмотрим значения параметров. Стоит заметить, что:

• Если какой то аргумент не указан при обращении к утилите, то применяется его значение по умолчанию.
• ЕСЛИ КОЛОНКА “ДИАПАЗОН ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ” ПУСТА - значит никаких дополнительных значений передавать не нужно - достаточно передачи самого аргумента.
• Превью демонстрируется только на подключенном к Raspberry физическом мониторе. В случае доступа к Малине через удаленный рабочий стол (VNC) превью демонстрироваться не будет при любых настройках так как изображение превью посылается напрямую на монитор поверх остальной информации
• Аналогичная с просмотром видео через рабочий стол

Аргумент	Описание	Диапазон допустимых значений	Значение по умолчанию
-p	Параметры окна предпросмотра	ширина,высота,x-координата, y-координата
-f	Предпросмотр во весь экран		no
-n	Без предпросмотра
-op	Прозрачность окна предпросмотра	0...255	255
-sh	Резкость	-100...100	0
-co	Контраст	-100...100	0
-br	Освещенность	0...100	50
-sa	Насыщенность	-100...100	0
-ISO	Чувствительность датчика в камере	-100...100	0
-vs	Стабилизация видео (только для видео)		no
-ev	Экспокоррекция	-10...10	0
-ex	Экспозиция	night nightpreview backlight: подсветка позади объекта съемки spotlight: освещение прожектором sports: объект в движении snow: снежный пейзаж beach: пляжный пейзаж verylong: затяжная экспозиция fixedfps: ограничение FPS до фиксированного значения antishake: антитряска fireworks: пейзаж с фейерверками	auto
-awb	Баланс белого	sun: 5000K...6500K - солнечно cloud:6500K ... 12000K облачно shade: в тени tungsten: 2500K ... 3500K вольфрам fluorescent: 2500K ... 4500K incandescent: раскаленный металл flash: со вспышкой horizon	auto
-ifx	Разнообразные эффекты	none, negative, solarise, posterise, whiteboard, blackboard, sketch, denoise, emboss, oilpaint, hatch, gpen, pastel, watercolour, film, blur, saturation, colourswap, washedout, colourpoint, colourbalance, cartoon	none
-cfx	Баланс цветов	0...255:0...255	128:128
-mm	Замер экспозиции	average: среднее spot: точка backlit: считать изображение с подсветкой matrix: матричный замер	average
-rot	Поворот	0 ... 359	0
-hf	Отражение по горизонтали		No
-vf	Отражение по вертикали		No
-roi	Область интереса сенсора	координаты от левого верхнего угла и ширина и высота области 0 … 1,0 … 1,0 … 1,0 … 1	0,0,1,1
-ss	Скорость затвора	в микросекундах	6000000
-drc	Сжатие динамического диапазона		off
-st	показывать статистику		No

Далее рассмотрим утилиты по отдельности.

raspistill - захват фото

Эта утилита выдает кодированное сжатое изображение, и для выполнения этого действия есть немало параметров, передающихся аргументами при запуске raspistill.

Аргументы

Аргумент	Описание	Диапазон допустимых значений	Значение по умолчанию
-w	Ширина	0...макс	макс
-h	Высота	0...макс	макс
-q	Качество	0...100	75
-o	Имя файла	путь к файлу	-
-v	Вывод в терминал	Информация о процессе захвата	no
-t	Задержка перед действием	в миллисекундах	0
-tl	Таймлапс	пример: -tl 2000 -o image%04d.jpg 2000 - интервал %04d - шаблон 4х значного числа	-
-e	Кодирование в формат	jpg, bmp, gif, and png	jpg
-x	Добавление EXIF тегов	до 32 тегов	-
-r	Сохранение массива Байера в Мeta-данных кодированного избражения		-

Примеры

Рассмотрим конкретные примеры использования raspistill:
Захват стандартного изображения через 2 секунды с сохранением в файл image.jpg (в той папке, в которой сейчас находитесь). Разрешение при этом будет стандартным (максимальным) raspistill -t 2000 -o image.jpg Тоже самое, но в разрешении 640х480 raspistill -o image.jpg -w 640 -h 480 Захват изображения с заниженным 5% качеством с сохранением в файл image.jpg (в той папке, в которой сейчас находитесь). При таком качестве размер изображения будет существенно меньше raspistill -o image.jpg -q 5 Получение изображения, кодированного в формат PNG с сохранением в файл image.png raspistill -o image.png –e png Получение стандартного изображения с двумя зашитыми EXIF-тегами: Артист - Борис, GPS-высота - 123,5 м raspistill -o image.jpg -x IFD0.Artist=Boris -x GPS.GPSAltitude=1235/10 Создание таймлапс-набора изображений, которые будут захватываться с интервалом в 10 секунда на протяжении 10 минут (600 000 мс) и называться image_num_001_today.jpg, image_num_002_today.jpg и так далее. Завершающее изображение будет иметь имя latest.jpg raspistill -t 600000 -tl 10000 -o image_num_%03d_today.jpg -l latest.jpg Захват изображений при нажатии клавиши Enter, файлы будут сохраняться рядом и называться my_pics01.jpg my_pics02.jpg и т.д. raspistill -t 0 -k -o my_pics%02d.jpg

raspiyuv

Аргументы запуска в точности как у raspistill (см. выше), из них НЕДОСТУПНЫ только следующие:
-q - качество
-e - указание целевого формата изображения
-x - Добавление EXIF тегов
-r - Сохранение массива Байера в Meta-данных кодированного изображения
Однако имеется СОБСТВЕННЫЙ аргумент
-rgb - сохранение “сырых” raw-данных в формате RGB888 (8 бит/канал)

raspivid - захват видео

Параметры запуска

Аргумент	Описание	Диапазон допустимых значений	Значение по умолчанию
-w	Ширина	0...макс	1920
-h	Высота	0...макс	1080
-b	Битрейт видео	количество бит в секунду. 10Mbits/s задается -b 10000000
-o	Имя файла	путь к файлу	-
-v	Вывод в терминал	Информация о процессе захвата
-t	Задержка перед действием	в миллисекундах	0
-fps	Фреймрейт	Количество кадров в секунду 2...30
-k	Запуск/останов записи по нажатию Enter	процесс прерывается нажатием “X”
-sg	Сохранение отрезков видео с фиксированной продолжительностью в отдельные файлы	Задается длительность одного отрезка и маска файлов -sg 3000 -o video%04d.h264
-wr	Ограничение максимального количества файлов при сегментации	Применяется с аргументом -sg и по сути реализует циклическую перезапись как в видеорегистраторах

Разрешение по умолчанию - 1080p (1920x1080)
Рассмотрим конкретные примеры:
Запись 5-ти секундного стандартного видео (1920x1080, 30 кадров/сек) с сохранением в файл video.h264 raspivid -t 5000 -o video.h264 Запись 5-ти секундного ролика с разрешением 1080p и специфическим битрейтом 3.5Mbits/s с сохранением в файл video.h264 raspivid -t 5000 -o video.h264 -b 3500000 Запись 5 секунд видео стандартного разрешения с частотой кадров 5fps с сохранением в файл video.h264 raspivid -t 5000 -o video.h264 -f 5 Если к Raspberry подключен монитор через HDMI, то записанное видео можно посмотреть с помощью плеера omxplayer: sudo apt-get install omxplayer #если плеер еще не установлен omxplayer video.h264 Через VNC просмотр видео недоступен

Коды ошибок

• 0 - успешное завершение
• 64 - передана неверная команда (ошибка в синтаксисе)
• 70 - ошибка в утилите или при связи с камерой
• 130 - выполнение прервано пользователем (сочетанием клавиш Ctrl + C)

Библиотека PiCamera

Это библиотека для языка программирования Python позволяющая упростить и автоматизировать работу с камерой Raspberry
Полное описание библиотеки на английском
В современных версиях дистрибутива Raspbian библиотека уже предустановлена, проверить это можно через консоль Python python3 import picamera В случае фейла необходимо покинуть консоль введя команду exit() или сочетанием клавиш Ctrl + D и установить библиотеку командой sudo apt-get install python3-picamera Работа с камерой из кода Python аналогично рассмотренным выше терминальным командам. Получить стандартное изображение с камеры можно легко прямо в консоли Питона: import picamera #импортируем библиотеку работы с камерой camera = picamera.PiCamera() #создаем объект камеры camera.capture("image.jpg") #вызываем у объекта камеры метод захвата изображения camera.close() #закрываем сессию работы с камерой Изображение сохраниться в файл image.jpg в текущей папке.

Одноплатный компьютер Raspberry Pi может использоваться не только для создания систем домашней автоматики и других нересурсоемких проектов, но и для работы с видео, в частности для передачи потокового видео с вебкамеры по сети.

В данном материале будет приведена пошаговая инструкция для настройки Raspberry Pi в качестве сервера с вебкамерой, с которого по сети будет передаваться потоковое видео с помощью специального программного обеспечения. В нашем случае будет использоваться программный пакет Motion, который является бесплатным и находится в открытом доступе.

Итак, для данного проекта потребуется Raspberry Pi Model B или новее, адаптер USB WiFi, USB-вебкамера с микрофоном, SD-карта с ОС Raspbian, доступ к Raspberry Pi через клавиатуру и мышь или удаленно.

Убедитесь, что все программные пакеты получили необходимые обновления. Для этого можно просто ввести:

sudo apt-get update

Затем нужно установить приложение Motion:

sudo apt-get install motion

Если вы хотите использовать специальный модуль камеры для Raspberry Pi, то данная версия Motion пока не поддерживает его. Чтобы добавить поддержку модуля камеры, нужно скачать и установить определенную сборку следующим образом:

sudo apt-get install -y libjpeg62 libjpeg62-dev libavformat53 libavformat-dev libavcodec53 libavcodec-dev libavutil51 libavutil-dev libc6-dev zlib1g-dev libmysqlclient18 libmysqlclient-dev libpq5 libpq-dev

Теперь нужно настроить это программное обеспечение. Первым делом необходимо отредактировать конфигурационный файл motion.conf. Введите следующую строку:

sudo nano /etc/motion/motion.conf

Здесь нужно изменить следующее: DAEMON = OFF (меняем на ON), Webcam_localhost = ON (Меняем на OFF). Далее нам нужно активировать Daemon-сервис. Печатаем:

sudo nano /etc/default/motion

И меняем start_motion_daemon = no (изменить на yes).

Теперь нужно запустить вебкам-сервер. Убедитесь, что вебкамера подключена к Raspberry Pi через USB. Введите следующую строку:

sudo service motion start

Если вы хотите остановить этот сервис, то воспользуйтесь такой командой:

sudo service motion stop

Для перезапуска сервиса Motion можете воспользоваться следующей командой:

sudo service motion restart

Если Motion работает, то вы можете открыть веб-страницу на вашем обычном настольном компьютере, в адресной строке которой будет IP вашего Raspberry Pi и порт 8081 (или другой, если вы его меняли). Тогда вы увидите изображение с вебкамеры, подключенной к Raspberry Pi.

Т.к. этот компьютер обладает достаточной производительностью для того чтобы принимать, хранить, обрабатывать и передавать по wifi, на другие устройства, видео с камеры (например с usb камеры). Существуют специальные камеры для Raspberry PI которые подключаются к специальному разъёму на нём и USB камеры которые подключаются к, какому либо, порту USB на Raspberry PI. Т.к. USB камеры, как правило, гораздо дешевле чем специальные (пусть и хуже) то далее рассмотрим использование именно USB камеры с Raspberry PI. Существует некоторое количество программ для захвата видео с USB камеры или же можно написать свою но для простоты для начала рассмотрим захват и передачу видео с использованием программы motion. Для установки программы motion на Raspberry PI нужно сначала подключиться к нему через программу Putty (или любую другую программу-терминал с возможностью связи по SSH) (о том как это сделать смотрите в предыдущей статье "Raspberry PI 3 настройка и управление GPIO по WIFI "). После подключения к Raspberry PI нужно произвести обновление системы командами

Sudo apt-get update

Sudo apt-get upgrade

После успешного обновления системы нужно установить программу motion командой

Sudo apt-get install motion

При установке возможно будет задан вопрос "Do you want to continue?" после которого надо будет ввести буку "Y". После установки программы motion нужно будет внести некоторые изменения в конфигурационные файлы. Откроем файл motion.conf в редакторе nano командой

Sudo nano /etc/motion/motion.conf

После чего

Заменить на

Далее найдём другие строки для изменения, для этого нажмём сочетание клавиш CTRL+W, впишем "stream_localhost" и нажмём enter, после этого должна найтись нужная строка, если не нашлась то переменная "stream_localhost" называется как то по другому например "webcam_localhost" или что то подобное. После того как строка с данной переменной найдена нужно

Stream_localhost on

заменить на

Stream_maxrate 1

И заменить на

Stream_maxrate 100

Заменить на

После чего

Minimum_frame_time 0

Заменить на

Minimum_frame_time 1

Последнее делается для того чтобы кадры выводились раз в секунду - это не очень хорошо смотрится но зато видео не будет пропадать при резком изменении изображения. Назначение каждой переменной можно прочитать в комментариях.
Теперь сохраним изменения нажав CTRL+O и enter после чего нажмём CTRL+X и выйдем из редактора nano. Теперь давайте отредактируем другой файл, для этого введём команду

Sudo nano /etc/default/motion

И заменим строку

Start_motion_daemon=no

Start_motion_daemon=yes

После чего сохраним изменения нажав CTRL+O и enter а дальше нажмём CTRL+X и выйдем из редактора nano. Теперь запустить передачу видео (USB камера при этом должна быть подключена к одному из портов) можно командой

Sudo service motion start

Остановить командой

Sudo service motion stop

Для того чтобы увидеть видео нужно открыть браузер, и вписать в адресной строке IP адрес Raspberry PI после чего поставить двоеточие и 8081 (IP адрес Raspberry PI:8081) и нажать enter после чего в браузере должно появится видео с USB камеры. Посмотреть как это всё делается, увидеть результат и кое что ещё можно в видео:

Вот так простым способом можно получить видео с USB камеры подключённой к Raspberry PI. Если это Raspberry PI 3 со встроенным wifi и питающийся от powerbank (или какого либо другого переносного источника электроэнергии)(например такой такой или подешевле такой хотя не рекомендуется использовать дешёвый, Raspberry PI нужен нормальный источник питания для использования всех его возможностей, также очень желательно поставить радиатор на процессор и другие микосхемы которые нареваются в ходе работы Raspberry, в идеале радиатор д.б. медным и порытым специальной чёрной краской) то на основе всего этого можно сделать какую либо систему видеонаблюдения, видеокамеру или что то подобное.