Видеонаблюдение на Raspberry Pi. Подключаем камеру к Raspberry Pi Raspberry pi 3 код для камеры

Raspberry Pi - одноплатный компьютер, который возымел популярность еще в момент своего выхода. Это случилось благодаря неплохим техническим характеристикам, простоте работы, а главное - возможности подключения всевозможных модулей. Одним из них, в свою очередь, является Raspberry Pi camera.

Особенности камеры для Raspberry Pi

Для Raspberry Pi камера появилась в 2014 году, и она стала самым популярным модулем для данного одноплатника. Используя его, пользователи-разработчики получили возможность реализовывать самые разные проекты, в числе которых:

• телескопы;
• устройства для слежения за животными;
• системы видеонаблюдения с функцией распознавания лиц и т. д.

Первая версия камеры имела 5-мегапиксельную матрицу. Производством соответствующих оптических сенсоров занималась компания Omnivision. И уже в конце 2014-го она сняла их с производства, в связи с чем пришлось подыскивать замену.

Вскоре вышла Raspberry Pi camera v2, которая была даже лучше, чем предыдущая. В ней использовался 8-мегапиксельный сенсор от Sony, который имеет название IMX 219 EXMOR RS.

Новая камера научилась снимать с частотой кадров 60 FPS в HD-разрешении, тогда как старая выдавала лишь 30 FPS. И, как и первая генерация, вторая также могла записывать FullHD-видео с 30-кадровым фреймрейтом.

Также устройство стало быстрее, а главное - научилось лучше корректировать баланс белого.

Следует отметить, что Raspberry camera не потребляет процессорное время, так как у нее есть свой видеоускоритель. Это положительно отличает ее от обычных USB-камер.

Как подключить камеру Raspberry Pi

Предположим, что камера уже извлечена из упаковки, а одноплатник находится на столе. Все, что нужно, чтобы подсоединить модуль к Raspberry - вставить шлейф в CSI-порт, который имеет соответствующую подпись - CAMERA.

Важно: цветовой ключ нужно направить на Ethernet-порт. Подключение, в свою очередь, следует производить только при обесточенной плате.

Когда загрузится рабочий стол Raspbian, понадобится:

• открыть меню;
• перейти к пункту Preferences;
• запустить программу Raspberry Pi Configuration.

Откроется утилита конфигурирования, в интерфейсе которой есть четыре вкладки - нужно перейти на Interfaces. Оказавшись на ней, потребуется найти переключатель Camera (он, обычно, идет первым) и поставить его в положение "Включено" (Enabled). Далее нужно просто нажать на OK и выполнить перезагрузку.

Если устройство исправно и все вышеперечисленное выполнено правильно, к Raspberry Pi подключение камеры должно быть выполнено успешно. Но, конечно, это следует проверить. Для этого после загрузки Raspbian потребуется: открыть меню, перейти к пункту Programming и открыть Python 3.

Запустится IDLE, в котором потребуется создать файл с названием camera.py (можно по-другому, но, чтобы было понятно, лучше оставить так).

• from picamera import PiCamera
• # вышеуказанная инструкция подключает интересующий модуль
• from time import sleep
• # теперь объявим переменную для камеры
• camera = PiCamera()
• # затем запустим просмотр поступающего с камеры сигнала так, чтобы изображение выводилось поверх любых окошек
• start_preview()
• # пусть картинка выводится 15 секунд
• sleep(15)
• # завершаем предпросмотр
• stop_preview()

Когда код введен, потребуется выполнить сохранение (клавиши CTRL+S), а затем - запустить исполнение кода, что делается нажатием на F5. Если на экране появится картинка, которую видит сенсор, значит Py camera Raspberry работает исправно.

Теперь, когда есть уверенность, что камера подключена правильно, необходимо определиться с целями, для которых она будет использоваться. Например, можно при помощи Raspberry Pi видеонаблюдение вести, следить за птицами или использовать как-то иначе.

При желании возможно самому написать код, но если нет времени, то нужно зайти на GitHub и найти подходящий скрипт на Python - их там около тысячи. Используя какой-нибудь из них, может быть создана IP-камера из Raspberry Pi или что-то другое. Рассматривать инструкции по установке скриптов здесь нет смысла, так как они присутствуют на GitHub.

Как подключить USB-камеру к Raspberry

Что касается того, как выполняется к Raspberry Pi подключение камеры по USB, то следует сказать, что это делается так же, как и во всех дистрибутивах Linux.

Принцип настройки такой:

• подключение камеры;
• обновление списка репозиториев и ПО (опционально);
• установка программы Motion;
• конфигурирование приложения.

Настройка заключается в изменении содержания двух файлов: motion/motion.conf и default/motion - оба из них находятся в директории etc.

В первом нужно изменить два параметра: DAEMON - на ON и Webcam_local - на OFF. Во, втором, в свою очередь, следует после знака "=" у параметра start_motion_daemon написать yes (по умолчанию стоит - no).

Чтобы запустить Motion Raspberry Pi, нужно запустить его сервис. Это делается командой: service motion start (естественно, под sudo). Останавливается демон той же командой, только вместо start нужно указывать stop.

Если же требуется трансляция в интернет, то нужно в роутере открыть для Raspberry порт 8081. Затем к камере можно будет обращаться так: http://адрес_роутера:8081.

Чтобы проверить работу камеры, нужно в браузере ввести следующий адрес: http://адрес_raspberry:8081. Вот таким нехитрым образом была настроена Raspberry Pi web camera usb.

Выше было рассмотрено, как камера под управлением Raspberry может быть подключена к одноплатнику. Как можно видеть, это сделать очень легко - главное, четко следовать инструкциям.

• 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

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

Общие параметры

• 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

raspistill - захват фото

Аргументы

Примеры

raspiyuv

raspivid - захват видео

Параметры запуска

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

Приветствую! В данном обзоре хочу рассказать о Raspberry Pi 3 и его применении в качестве домашнего видео наблюдения в тамбуре (видеоглазок). На рынке существует множество решений от китайских производителей, однако их качество и функционал меня не устраивал. Есть решения, которые мне понравились, например или , но цены от 200 до 240 евро - это очень дорого! Поэтому принял решение сделать своё устройство. В обзоре концепт, который будет дорабатываться.
Итак, реализацию видео наблюдения решил делать на Raspberry по следующим причинам:
Во-первых, за небольшую цену получаем мини-компьютер с большими функциональными возможностями (как программными, так и аппаратными) в отличие от стационарных ip камер (видеоглазков);
Во-вторых, есть возможность подключить видеокамеру посредством интерфейса CSI (Camera Serial Interface), который минимально задействует процессор. На сегодняшний день существует два варианта таких камер (с разрешением 5 и 8Мп);
В-третьих, много источников информации в случае появления проблем и вопросов;

Все необходимое заказал в магазине Gearbest.
1.
2.
3.
4. На всякий случай набор , много было страшилок о перегреве третьей малины.

Скрин заказа

Видеокамеру решил использовать первого поколения, для тамбурного наблюдения этого более чем достаточно.
Характеристики:
-Матрица 5МП Omnivision 5647 с фиксированным фокусом;
-Максимальное разрешение фотоснимка 2592х1944 пикселей;
-Разрешение видеосъемки: 1080p (30 кадров в секунду), 720p (60 кадров в секунду), 640x480p (60/90 кадров в секунду);

Упаковка, плата, комментарии

«Raspberry pi 3» упакована в такую коробочку


Написано, что сделано в Китае


Внутри, инструкция по быстрому началу работы и безопасности


Сама плата находится в антистатическом пакете


Распберри с разных ракурсов










Местами флюс плохо отмыт


Упаковка модуля камеры




Плата камеры

Долго думал, что выбрать в качестве программного обеспечения для моих задач. Есть множество программ пакетов типа GStreamer, Motion, mjpg-streamer и прочие. Но в каждой из них есть существенные недостатки. Понимаю, что знатоки Linux могут собрать все нужные пакеты воедино, написать GUI и оптимизировать работу. Однако моих знаний в Linux будет маловато. Значит, для таких, как я, нужно решение, работающее «из коробки». И такая программа была найдена!!! Называется MotionEye OS . Это даже не отдельная программа, а линуксовый дистрибутив со своим графическим интерфейсом.

Возможности MotionEye OS:
- Работа с несколькими камерами
- Синхронизация времени по интернету
- Поддержка Ethernet и Wi-Fi
- Запись лог журналов событий
- Настройка режимов работы камеры (яркость, контрастность, насыщенность, авто баланс яркости, скорость кадров в секунду, вращение и разрешение камеры). Есть возможность задать собственные нестандартные настройки.
- Сохранение скриншотов и видео по сценариям. С возможностью сохранения на sd карту, сетевую шару или облако (поддерживается Google Drive и DropBox).
- По детектору движения отправка Get/Post запросов, выполнения собственных скриптов, отправка уведомления на e-mail
- Наложение любого текста на изображение
- Одновременная трансляция видео в интернет с возможностью ограничения доступа и собственными настройками разрешения и fps камеры.
- Тонкая настройка детектора движения
- Работа по расписанию.
- Данный дистрибутив абсолютно бесплатный

Так выглядит основное окно программы

Основные окна настроек MotionEye

Итак, MotionEye OS может быть установлена на: Banana PI, Cubietruck, Odroid C1 (and C1+), Odroid XU4, Raspberry PI (A, B, A+, B+, Compute Module and Zero models), Raspberry PI 2, Raspberry PI 3.
Существует два способа установки.

Способ первый - установка «голого» образа.
Скачать дистрибутив с . Образ устанавливается на Micro sd карту посредством . Первый запуск дистрибутива должен выполняться с подключенным Ethernet кабелем!!! Логин admin без пароля. Админка будет доступна в браузере по ip, полученным малиной.
Данный способ быстрый, но будет установлена только MotionEye OS. А это не есть хорошо, т.к. сильно урезаем функционал Raspberry.

Способ второй - установка на Raspbian.
1. Установить Raspbian (как это сделать, думаю, объяснять не надо).
2. Проверить и установить обновления
sudo apt-get update sudo apt-get upgrade
3. Установить кодек ffmpeg
sudo wget https://github.com/ccrisan/motioneye/wiki/precompiled/ffmpeg_2.8.3.git325b593-1_armhf.deb sudo dpkg -i ffmpeg_2.8.3.git325b593-1_armhf.deb
4. Если в системе есть старые кодеки, их надо удалить и поставить новые
sudo apt-get remove libavcodec-extra-56 libavformat56 libavresample2 libavutil54 sudo apt-get install libavutil54 libavformat56 libswscale3
5. Установить motion
sudo apt-get install motion sudo wget https://github.com/ccrisan/motioneye/wiki/precompiled/motion-mrdave-raspbian -O /usr/local/bin/motion sudo chmod +x /usr/local/bin/motion
6. Установить зависимые пакеты
sudo apt-get install python-pip python-dev curl libssl-dev libcurl4-openssl-dev libjpeg-dev
7. Установить motioneye
sudo pip install motioneye
8. Сконфигурировать директории
sudo mkdir -p /etc/motioneye sudo cp /usr/local/share/motioneye/extra/motioneye.conf.sample /etc/motioneye/motioneye.conf sudo mkdir -p /var/lib/motioneye
9. Запускаем motionEye и добавляем его в автозагрузку
sudo cp /usr/local/share/motioneye/extra/motioneye.systemd-unit-local /etc/systemd/system/motioneye.service sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable motioneye sudo systemctl start motioneye
10. Для обновления и получения новой версии motionEye
sudo pip install motioneye --upgrade sudo systemctl restart motioneye
11. Для поддержки работы модуля камеры нужно добавить запись bcm2835_v4l2 в /etc/modules
sudo nano /etc/module
На этом установка закончена. Доступ к админке можно получить в браузере, указав ip малины и порт 8765. Теперь у нас есть полноценный raspbian и работающий motioneye.

Далее добавим полезную функцию, такую как Push уведомление на телефон в случае обнаружения движения. Это может быть полезно, если кто-то топчется перед вашей дверью, а вас нет дома.
Первое, что надо сделать, - это перейти на сайт . Там скачать приложение на Android или iOS. Пройти регистрацию. Затем зарегистрировать приложение «Register an Application». Затем заполнить поля «Name», «Description», во вкладке «Type» выбрать «Application». При желании можно добавить иконку. После подтверждения будет добавлено приложение с уникальным API Token/Key. На главное странице указан ваш User Key.
Следующим этапом нам надо написать скрипт на Python.

#!/usr/bin/python import httplib, urllib conn = httplib.HTTPSConnection("api.pushover.net:443") conn.request("POST", "/1/messages.json", urllib.urlencode({ "token": "am25zkm2p3msdgtmohaho9fraiieb", # Insert app token here "user": "umsxy2qh9ub14rbkc59711fzca5nfx", # Insert user token here "html": "1", # 1 for HTML, 0 to disable "title": "Tambur web camera", # Title of the message "message": "Motion detect !!", # Content of the message "url": "http://192.168.1.33:8081", # Link to be included in message "url_title": "View live stream", # Text for the link "sound": "siren", # Define the sound played }), { "Content-type": "application/x-www-form-urlencoded" }) conn.getresponse()
Не пытайтесь мне ничего отправлять, ключи я изменил))
Далее создадим файл pushover.py для этого
touch ./pushover.py
Открыть и добавить приведенный выше текст скрипта. Сохраняем. Закрываем файл.
sudo nano pushover.py
Назначим файлу права
sudo chmod 777 pushover.py
Теперь наш скрипт готов к запуску. Осталось его добавить в меню «Motion Notifications» в поле «Run a command» /home/pi/pushover.py

Немного тестов.
Для тестировании использовал Ethernet подключение. На картинках виден максимальный fps в обычном режиме и при обнаружении движения.






Загрузка процессора составляет 20-30%. Температура в работе 45 - 48 градусов, процессор дополнительного охлаждения не требует.

Заключение.
Безусловно, есть небольшие задержки при отображении картинки. Оптимальным разрешением считаю 1024 х 768 и ниже. В целом результатами работы камеры я остался доволен. В планах добавить возможность записи звука с микрофона при обнаружении движения.

Обзор получился с уклоном в программную часть, но я долго собирал информацию по данному вопросу и захотел об этом рассказать. Прошу прощения за возможные ошибки, я с линуксоподобными системами пока на ВЫ)) Дополнения и замечания очень приветствую! Также готов ответить на вопросы.

P.s. Сейчас цена в данном магазине на Raspberry pi 3 составляет $35.99