Utilizzo del modulo fotocamera Raspberry Pi

Con il modulo fotocamera Raspberry Pi, puoi scattare foto e registrare video utilizzando il tuo Raspberry Pi. Il modulo non richiede molta potenza per funzionare e l'alimentazione 5V che usi per alimentare il tuo Raspberry Pi è sufficiente per eseguire sia il modulo della fotocamera che il Raspberry Pi.

Il modulo fotocamera Raspberry Pi è disponibile con diverse risoluzioni della fotocamera. Attualmente, sono disponibili tre moduli di fotocamera Raspberry Pi: (1) il Modulo della fotocamera V2 con un sensore della fotocamera Sony IMX219 da 8 megapixel, (2) il PI NEIR CAMERA V2, che ha anche un sensore fotocamera Sony INX219 da 8 megapixel ma non ha un filtro a infrarossi e (3) il Raspberry Pi Camera di alta qualità, che utilizza il 12.Sensore Sony IMX477 da 3 megapixel.

In questo articolo, ti mostreremo come collegare il modulo fotocamera Raspberry Pi a Raspberry Pi e come scattare foto e registrare video utilizzando il modulo della fotocamera. Utilizzeremo il modulo della fotocamera Raspberry Pi V2 in questo articolo, ma gli altri moduli della fotocamera funzionano allo stesso modo.

Per seguire questo articolo, avrai bisogno di quanto segue:

1. A Raspberry Pi 3 o Raspberry Pi 4 con connettività di rete;
2. un modulo fotocamera Raspberry Pi;
3. un adattatore di alimentazione Micro-USB (Raspberry PI 3) o USB Type-C (Raspberry PI 4);
4. una scheda microSD da 16 GB o 32 GB con sistema operativo Raspberry Pi; E
5. Un computer portatile o desktop per l'accesso al desktop remoto VNC o l'accesso SSH a Raspberry Pi.

NOTA: In questo articolo, ci connetteremo a Raspberry Pi da remoto tramite VNC o SSH utilizzando la configurazione senza testa di Raspberry Pi. Se non si desidera accedere al tuo Raspberry Pi da remoto tramite SSH o VNC, dovrai collegare un monitor, una tastiera e un mouse al tuo Raspberry PI.

Per imparare a flashing dell'immagine del sistema operativo Raspberry Pi su una scheda MicroSD, si prega di fare riferimento a come installare e utilizzare Raspberry Pi Imager. Se hai bisogno di aiuto per installare il sistema operativo Raspberry Pi sul tuo Raspberry Pi, leggi come installare il sistema operativo Raspberry Pi su Raspberry Pi 4. Se hai bisogno di aiuto con la configurazione senza testa di Raspberry Pi, dai un'occhiata a come installare e configurare il sistema operativo Raspberry Pi su Raspberry Pi 4 senza monitor esterno.

Configurazione hardware

IL Raspberry Pi Camera V2 Il kit del modulo della fotocamera viene fornito con la documentazione e il modulo della fotocamera.

Il modulo della fotocamera dovrebbe andare in Connettore CSI della fotocamera, come mostrato nell'immagine qui sotto. Il Raspberry Pi Connettore CSI della fotocamera dovrebbe avere un film di plastica sottile attaccato ad esso per protezione. Rimuovere il film di plastica sottile dal Connettore CSI della fotocamera.

Una volta che il film di plastica sottile viene rimosso da Connettore CSI della fotocamera, Dovrebbe sembrare come mostrato nell'immagine qui sotto.

IL Connettore CSI della fotocamera è bloccato per impostazione predefinita. Per collegare il modulo fotocamera Raspberry Pi a Connettore CSI della fotocamera, devi prima sbloccarlo. Per sbloccare il Connettore CSI della fotocamera, Tira la parte nera come mostrato nelle immagini in basso, per sollevarla.

Il cavo a nastro del modulo fotocamera Raspberry Pi deve essere inserito nel Connettore CSI della fotocamera.

Metti il ​​cavo a nastro del modulo fotocamera Raspberry Pi nel connettore CSI della fotocamera. Assicurarsi che i perni del cavo a nastro siano rivolti in avanti, come mostrato nell'immagine sottostante.

Spingere con cura il cavo del nastro nel connettore CSI. Assicurati che i pin siano parzialmente visibili, come mostrato nell'immagine seguente.

Spingere il supporto nero del connettore CSI verso il basso per bloccare il cavo a nastro in posizione.

Una volta che il cavo a nastro è bloccato al connettore CSI, dovrebbe apparire come mostrato nell'immagine sottostante.

Il modulo della fotocamera ha un film di plastica sottile attaccato alla lente della fotocamera per impostazione predefinita per proteggere l'obiettivo dai danni accidentali. Tuttavia, prima di utilizzare la fotocamera, è necessario rimuovere il film in plastica.

Una volta rimosso il film di plastica sottile dalla fotocamera, dovrebbe sembrare simile a quello mostrato nell'immagine sottostante. Ora, la fotocamera è pronta per scattare foto e registrare video.

Accensione sul Raspberry Pi

Una volta collegato il modulo della fotocamera a Raspberry Pi, collegare il cavo di alimentazione al Raspberry Pi e accenderlo.

Configurazione del modulo fotocamera Raspberry Pi

Per scattare foto e registrare video con il modulo fotocamera Raspberry Pi, è necessario abilitarlo dal software di configurazione Raspberry Pi. Avviare l'utilità della linea di comando di configurazione Raspberry Pi con il comando seguente:

$ sudo raspi-config

Selezionare Opzioni di interfaccia e premere .

Selezionare Telecamera e premere .

Selezionare e premere .

Premere .

Selezionare e premere .

Selezionare e premere . Il tuo Raspberry Pi dovrebbe riavviare.

Una volta che i tuoi stivali Raspberry Pi, il modulo fotocamera Raspberry Pi dovrebbe essere abilitato.

Creazione di una directory di progetto

Per organizzare i file di progetto, crea una directory di progetto ~/lavoro con il seguente comando:

$ mkdir ~/lavoro

Una volta creata la directory del progetto, vai alla directory del progetto come segue:

$ cd ~/lavoro

Prendere immagini dalla riga di comando

È possibile acquisire immagini dalla fotocamera Raspberry Pi dalla riga di comando usando il Raspistill Programma di riga di comando. Raspistill Viene preinstallato con il sistema operativo Raspberry Pi.

Per prendere un'immagine dalla fotocamera Raspberry Pi e salvarla come nuovo file Immagine1.jpg, Esegui il seguente comando:

$ RASPISTILL -O Image1.jpg

Come puoi vedere, un nuovo file di immagine Immagine1.jpg è stato creato.

$ ls -lh

Come puoi vedere, il modulo della fotocamera Raspberry Pi ha preso un'immagine.

La massima risoluzione dell'immagine supportata per la mia fotocamera Raspberry Pi V2 da 8 megapixel è 3280 × 2464 pixel.

Per prendere l'immagine a una risoluzione inferiore (i.e., 1024× 768 pixel), eseguire il seguente comando:

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

Come puoi vedere, è stata scattata una nuova immagine.

$ ls -lh

La nuova immagine ha una risoluzione di 1024× 768 Pixel.

Puoi capovolgere l'immagine in verticale usando il -vf bandiera come segue:

$ RASPISTILL -VF -O Image3.jpg

Come puoi vedere, l'immagine è stata lanciata verticalmente.

Puoi anche capovolgere l'immagine in orizzontale usando il -HF bandiera come segue:

$ Raspistill -hf -o Image4.jpg

Come puoi vedere, l'immagine è stata lanciata in orizzontale.

Registrazione di video dalla riga di comando

È possibile registrare video con la fotocamera Raspberry Pi dalla riga di comando utilizzando il ricambio Programma di riga di comando. ricambio Viene preinstallato sul sistema operativo Raspberry Pi.

Per registrare un video con la fotocamera Raspberry Pi e salvarlo come nuovo file Video1.H264, Esegui il seguente comando:

$ RASpivid -o video1.H264

NOTA: Il nome file video deve terminare con .H264 (Estensione video H264).

Un breve video clip è stato registrato e salvato come Video1.H264, Come mostrato nello screenshot seguente.

L'immagine in basso mostra il video registrato utilizzando il modulo fotocamera Raspberry Pi da riprodurre.

È possibile registrare un video a una risoluzione specifica (E.G., 1024 × 768 pixel) come segue:

$ RASpivid -w 1024 -H 768 -O Video2.H264

L'immagine sotto mostra che un nuovo video con una risoluzione di 1024 × 768 I pixel sono stati registrati.

$ ls -lh

Nell'immagine qui sotto, il video con una risoluzione di 1024 × 768 pixel viene riprodotto in VLC Media Player.

Come con il Raspistill Programma di comando ine, puoi usare il -vf e il -HF Opzioni per capovolgere il video registrato in verticale e orizzontale, rispettivamente.

Lavorare con la fotocamera Raspberry Pi usando Python

In questa sezione, ti mostrerò come scattare foto e registrare video con il modulo fotocamera Raspberry Pi usando il linguaggio di programmazione Python. Innanzitutto, faremo delle foto con il modulo fotocamera Raspberry Pi usando Python.

Crea uno script Python ex01.Py Nella directory del progetto come segue:

$ nano ex01.Py

Quindi, digita le seguenti righe di codice in ex01.Py file. Una volta che hai finito, premere + X seguito da Y E per salvare il ex01.Py file.

Qui, la riga 1 importa il Picamera modulo dal Picamera libreria e la riga 2 importa il sonno funzione da tempo biblioteca. Nella riga 4, un nuovo Picamera l'oggetto viene creato e un riferimento all'oggetto viene archiviato telecamera variabile.

La fotocamera start_preview () Il metodo viene utilizzato per aprire una finestra di anteprima della fotocamera prima di scattare una foto. Puoi vedere la finestra di anteprima solo se sei connesso al tuo Raspberry Pi tramite un monitor esterno. IL sonno() La funzione viene utilizzata per aspettare 5 secondi prima di scattare l'immagine. La finestra di anteprima verrà visualizzata per il numero di secondi forniti. La fotocamera catturare() Il metodo viene utilizzato per scattare una foto con il modulo fotocamera Raspberry Pi e salvarlo come Immagine5.jpg file. Una volta scattata l'immagine, la finestra di anteprima della fotocamera non è più necessaria e la fotocamera stop_preview () Il metodo viene utilizzato per chiudere la finestra di anteprima della fotocamera.

Corri il ex01.Py Script Python come segue:

$ Python3 Ex01.Py

Come puoi vedere, viene visualizzata la finestra di anteprima della fotocamera. La finestra di anteprima della fotocamera ti aiuterà ad allineare correttamente il modulo della fotocamera.

Come puoi vedere, una nuova immagine è stata salvata come Immagine5.jpg.

Puoi anche scattare immagini a una risoluzione specifica (e.G., 1024 × 768 pixel) utilizzando uno script Python. Per fare ciò, prima crea un nuovo script Python ex02.Py come segue:

$ nano ex02.Py

Digitare le seguenti righe di codice in ex02.Py File di script Python. Il codice in ex02.Py è per lo più lo stesso del codice in ex01.Py, Ma la fotocamera risoluzione La proprietà viene utilizzata nella riga 5 per impostare la risoluzione. Premere + X seguito da Y E per salvare il ex02.Py Script di Python.

Corri il ex02.Py Script Python come segue:

$ Python3 Ex02.Py

La finestra di anteprima della fotocamera deve essere visualizzata.

Come puoi vedere, una nuova immagine di risoluzione 1024 × 768 pixel è stata catturata utilizzando ex02.Py.

Puoi anche catturare più immagini usando il linguaggio di programmazione Python. Per fare ciò, crea un file di script Python chiamato ex03.Py Nella directory del progetto come segue:

$ nano ex03.Py

Digitare le seguenti righe di codice in ex03.Py File di script Python. Una volta terminato, premere + X seguito da Y E per salvare il ex03.Py file.

Il codice è lo stesso per lo più ex02.Py Script Python, ma il codice utilizzato per catturare l'immagine è all'interno di a per ciclo continuo. IL per Loop funziona 5 volte in questo esempio e c'è un ritardo di 10 secondi prima che venga catturata un'immagine. Perciò, ex03.Py Prenderà 5 immagini a intervalli di 10 secondi.

Corri il ex03.Py Script Python come segue:

$ Python3 Ex03.Py

Come potete vedere, ex03.Py Ho preso 5 immagini con il modulo fotocamera Raspberry Pi.

Puoi anche registrare video con la tua fotocamera Raspberry Pi utilizzando il linguaggio di programmazione Python. Per fare ciò, crea un nuovo script Python Ex04.Py come segue:

$ nano ex04.Py

Digitare le seguenti righe di codice in Ex04.Py Script di Python. Una volta terminato, premere + X seguito da Y E per salvare il Ex04.Py Script di Python.

Qui, le importazioni della linea 1 Picamera dal Picamera libreria, la riga 3 inizializza il Picamera, e la linea 4 imposta la risoluzione della fotocamera su 640 × 480 pixel. La riga 6 avvia l'anteprima della fotocamera in modo da poter vedere a cosa sta registrando il modulo fotocamera Raspberry Pi e la riga 7 avvia la registrazione e salva la registrazione a Video3.H264. Ricorda che il nome file deve finire con .H264 estensione.

La riga 8 viene utilizzata per registrare il video per 120 secondi., e la riga 9 viene utilizzata per fermare la registrazione. Una volta completata la registrazione, la riga 10 viene utilizzata per fermare l'anteprima della fotocamera, poiché non ne avremo più bisogno.

Corri il Ex04.Py Script Python come segue:

$ Python3 Ex04.Py

Come puoi vedere, il video viene registrato e salvato nel file Video3.H264.

Come puoi vedere, il video registrato viene riprodotto.

Convertire i file video H264 in MP4

Per impostazione predefinita, i video registrati dal modulo fotocamera Raspberry Pi vengono salvati in formato H264. Tuttavia, il formato più comunemente usato è il formato MP4. In questa sezione, ti mostreremo come convertire un video H264 in formato video MP4 sul sistema operativo Raspberry Pi utilizzando il GPAC Programma di riga di comando. Questo programma non viene preinstallato sul sistema operativo Raspberry Pi, ma è disponibile nel repository di pacchetti ufficiali del sistema operativo Raspberry Pi.

Innanzitutto, aggiorna la cache del repository del pacchetto APT con il seguente comando:

$ sudo apt update

Installare GPAC, Esegui il seguente comando:

$ sudo apt install gpac

Per confermare l'installazione, premere Y e poi premere .

Ora, GPAC dovrebbe essere installato.

Per convertire a Video3.H264 File su MP4, eseguire il seguente comando:

$ Mp4box -add video3.H264 Video3.MP4

Il video H264 viene convertito in formato MP4.

A questo punto, il video è stato convertito in MP4.

Ormai, un nuovo file MP4 avrebbe dovuto essere creato nella directory del progetto, come mostrato nello screenshot seguente.

$ ls -lh

Come puoi vedere, il file MP4 convertito viene riprodotto sul lettore multimediale VLC.

Conclusione

In questo articolo, ti abbiamo mostrato come collegare il modulo fotocamera Raspberry Pi al Raspberry Pi e come scattare foto e registrare video dalla riga di comando usando il modulo della fotocamera Raspberry Pi e il linguaggio di programmazione Python.