Ξεκινώντας με την κάμερα Raspberry Pi: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Σύντομη περίληψη

Το Raspberry Pi Camera v2.1 είναι εφοδιασμένο με αισθητήρα εικόνας Sony IMX219 8 megapixel και βελτιωμένη σταθερή εστίαση. Είναι συμβατό με όλα τα μοντέλα Raspberry Pi. Είναι επίσης ικανό για στατικές εικόνες 3280 x 2464 pixel και υποστηρίζει επίσης βίντεο 1080p30, 720p60 και 640x480p90.

Τι θα μάθετε

• Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθετε πώς να χρησιμοποιείτε και να συνδέετε μια κάμερα στον πίνακα Raspberry Pi 4.
• Πώς να ελέγξετε την κάμερα χρησιμοποιώντας Python Πώς να χρησιμοποιήσετε βοηθητικά προγράμματα raspivid, raspistill και raspiyuv
• Πώς να χρησιμοποιήσετε το start_preview () και το stop_preview () για να εμφανίσετε την εικόνα από την κάμερα
• Πώς να τραβήξετε φωτογραφίες χρησιμοποιώντας την εντολή capture ()
• Πώς να εγγράψετε βίντεο χρησιμοποιώντας start_recording () και stop_recording ()
• Πώς να δείτε βίντεο μέσω omxplayer Πώς να αλλάξετε τη φωτεινότητα, την αντίθεση και την ανάλυση στις φωτογραφίες
• Πώς να εφαρμόσετε οπτικά εφέ σε βίντεο

Προμήθειες

• Raspberry Pi 4 Μοντέλο Β
• Raspberry Pi Camera Board v2.1
• Κάρτα micro-SD με προεγκατεστημένο λειτουργικό σύστημα Raspbian
• Συμβατό τροφοδοτικό - μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια τροφοδοσία 5V 2.5A USB

Βήμα 1: Προετοιμασία

Βεβαιωθείτε ότι έχετε την πιο πρόσφατη έκδοση του λειτουργικού συστήματος Raspbian Μπορείτε να κατεβάσετε την πιο πρόσφατη έκδοση από τον επίσημο ιστότοπο Raspberry. Έχω ήδη δημοσιεύσει έναν οδηγό γρήγορης εκκίνησης πρόσφατα. Τσέκαρέ το.

Μετά την εγκατάσταση του λειτουργικού συστήματος, θα ελέγξουμε εάν έχουν εγκατασταθεί τα πιο πρόσφατα προγράμματα οδήγησης με τις ακόλουθες εντολές.

sudo apt-get ενημέρωση

Αυτή η εντολή ενημερώνει τη λίστα με τα διαθέσιμα πακέτα και τις εκδόσεις τους.

sudo apt-get αναβάθμιση

Τώρα ενεργοποιήστε τη διεπαφή κάμερας ανοίγοντας το μενού διαμόρφωσης Raspberry Pi:

1. Μεταβείτε στο μενού Προτιμήσεις -> Διαμόρφωση Raspberry Pi
2. Ενεργοποιήστε την επιλογή Κάμερα από διεπαφές και κάντε κλικ στο OK.
3. Αφού ενεργοποιήσετε την κάμερα, το σύστημα θα σας ζητήσει να την επανεκκινήσετε. Επανεκκινήστε το σύστημα.

Βήμα 2: Πώς να συνδέσετε μια κάμερα στο Raspberry Pi

Η μονάδα κάμερας συνδέεται με την πλακέτα Raspberry PI μέσω ειδικής υποδοχής CSI (Camera Serial Interface), η οποία έχει επαρκή ταχύτητα για τη μετάδοση δεδομένων βίντεο σε μορφές έως 1080p στα 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο ή 720p στα 60 fps.

Η διεπαφή CSI, σε αντίθεση με τις κάμερες USB, σας επιτρέπει να μην φορτώνετε τον επεξεργαστή Raspberry και να χρησιμοποιείτε την κάμερα όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά.

Συνδέστε την κάμερα στον πίνακα Raspberry Pi

Για να το κάνετε αυτό, χρειάζεστε:

1. Απενεργοποιήστε το Raspberry Pi.
2. Εντοπίστε προσεκτικά τη θύρα της κάμερας και σηκώστε τις γλωττίδες
3. Εισάγετε προσεκτικά το εύκαμπτο καλώδιο από τη φωτογραφική μηχανή στην υποδοχή και κλειδώστε τις γλωττίδες.

Τώρα το καλώδιο πρέπει να σφιχτεί στην υποδοχή CSI και μπορείτε να ενεργοποιήσετε το Raspberry Pi.

Βήμα 3: Λήψη φωτογραφίας χρησιμοποιώντας το τερματικό Raspbian

Για βασικούς χειρισμούς με την κάμερα, υπάρχουν 3 βοηθητικά προγράμματα γραμμής εντολών που είναι προεγκατεστημένα στο σύστημα:

1. raspivid - βοηθητικό πρόγραμμα λήψης βίντεο
2. raspistill - βοηθητικό πρόγραμμα λήψης φωτογραφιών
3. Το raspiyuv είναι ένα βοηθητικό πρόγραμμα παρόμοιο με το raspistill, αλλά αντί για αρχεία jpg, ως αποτέλεσμα δημιουργεί ακατέργαστα αρχεία (χωρίς συμπίεση, χωρίς επεξεργασία).

Μπορείτε να βρείτε μια πλήρη λίστα παραμέτρων για κάθε βοηθητικό πρόγραμμα εάν εκτελείτε το βοηθητικό πρόγραμμα χωρίς παραμέτρους

raspistill

είτε εκτελέστε το βοηθητικό πρόγραμμα με την παράμετρο --help:

raspistill -βοήθεια

Ακολουθούν παραδείγματα βοηθητικών προγραμμάτων:

raspistill -t 2000 -o image-j.webp

Τραβήξτε μια φωτογραφία με καθυστέρηση 2 δευτερολέπτων, ανάλυση 640 × 480 με την έξοδο πληροφοριών κατά τη λειτουργία του βοηθητικού προγράμματος (-v) και αποθηκεύστε στο image.jpg.

raspivid -t 10000 -o βίντεο.h264

Εγγραφή βίντεο διάρκειας 10 δευτερολέπτων και αποθήκευση στο βίντεο.h264.

Βήμα 4: Λήψη φωτογραφιών χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη Python - PiCamera

Εκτός από τα τυπικά βοηθητικά προγράμματα, η κάμερα μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μεθόδους λογισμικού. Για παράδειγμα, όταν δημιουργείτε συστήματα ασφαλείας, όταν είναι απαραίτητο να ενεργοποιήσετε την εγγραφή, όταν συμβεί ένα συμβάν ή σύμφωνα με ένα χρονοδιάγραμμα.

Για να εργαστείτε με την κάμερα στην Python, θα χρειαστείτε τη βιβλιοθήκη PiCamera, η οποία είναι προεγκατεστημένη στο σύστημα. Εάν για κάποιο λόγο δεν είναι εκεί, τότε μπορείτε να εγκαταστήσετε τη βιβλιοθήκη με την ακόλουθη εντολή:

sudo apt-get install python3-picamera

Δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σκίτσα με το όνομα picamera.py - αυτό θα καταστήσει αδύνατη τη χρήση της βιβλιοθήκης PiCamera στην Python.

Όταν εγκατασταθεί η βιβλιοθήκη, πρέπει να εισαχθεί στο σκίτσο:

εισαγωγή picamera

Ο παρακάτω κώδικας ενεργοποιεί την κάμερα σε λειτουργία προεπισκόπησης για 10 δευτερόλεπτα

εισαγωγή picamera

από ώρα εισαγωγή κάμερας ύπνου = picamera. PiCamera () camera.start_preview () sleep (10) camera.stop_preview ()

Ο παρακάτω κώδικας ενεργοποιεί την κάμερα σε λειτουργία προεπισκόπησης για 5 δευτερόλεπτα, στη συνέχεια τραβήξτε μια φωτογραφία και αποθηκεύστε την ως "εικόνα" στην επιφάνεια εργασίας σας.

εισαγωγή picamera

από ώρα εισαγωγή κάμερας ύπνου = picamera. PiCamera () camera.start_preview () sleep (5) camera.capture ('/home/pi/Desktop/image.jpg') camera.stop_preview ()

Βήμα 5: Εγγραφή βίντεο χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη Python - PiCamera

Για τη λήψη του βίντεο, θα χρησιμοποιήσουμε τις εντολές start_recording () και stop_recording ().

εισαγωγή picamera

από ώρα εισαγωγή ύπνου camera.start_preview () camera.start_recording ('/home/pi/video.h264') sleep (10) camera.stop_recording () camera.stop_preview ()

Μετά από 10 δευτερόλεπτα, το βίντεο θα τελειώσει και θα αποθηκευτεί στο αρχείο video.h264 στον ριζικό φάκελο του χρήστη σας. Για να παρακολουθήσετε το βίντεο, χρησιμοποιήστε το πρόγραμμα omxplayer.

omxplayer video.h264

Βήμα 6: Επιδράσεις

Η βιβλιοθήκη Picamera για Python σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε μεγάλο αριθμό ρυθμίσεων και φίλτρων που μπορούν να εφαρμοστούν τόσο στην προεπισκόπηση όσο και στην ίδια τη φωτογραφία.

Προσθήκη κειμένου

Μπορείτε να προσθέσετε οποιοδήποτε κείμενο στη φωτογραφία χρησιμοποιώντας την εντολή annotate_text. Μπορείτε επίσης να αλλάξετε το μέγεθος του κειμένου με την εντολή annotate_text_size. Δείτε το ακόλουθο παράδειγμα:

εισαγωγή picamera

από ώρα εισαγωγή κάμερας ύπνου = picamera. PiCamera () camera.start_preview () camera.annotate_text = "Γεια σου κόσμο !!!" camera.annotate_text_size = 60 ύπνος (10) camera.stop_preview ()

Αλλαγή ανάλυσης εικόνας

Από προεπιλογή, λαμβάνεται μια φωτογραφία της ανάλυσης που έχει ρυθμιστεί στην οθόνη σας, αλλά μπορείτε να την αλλάξετε χρησιμοποιώντας την εντολή camera.resolution ().

camera.resolution = (2592, 1944)

Προσαρμόστε τη φωτεινότητα ή την αντίθεση μιας εικόνας

Μπορείτε να ρυθμίσετε τη φωτεινότητα της φωτογραφίας ορίζοντάς την από το 0 στο 100. Από προεπιλογή, χρησιμοποιείται 50. Εάν θέλετε να ορίσετε τη φωτεινότητα, για παράδειγμα, σε 70, καθορίστε τον ακόλουθο κώδικα μετά την εκκίνηση της προεπισκόπησης:

camera.brightness = 70

Για να ρυθμίσετε την αντίθεση, χρησιμοποιήστε την εντολή camera.contrast.

Οπτικά εφέ

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το camera.image_effect για να επικαλύψετε μεγάλο αριθμό διαφορετικών οπτικών εφέ: αρνητικά, σολάριζ, σκίτσο, ντενουάζ, ανάγλυφο, λαδομπογιά, καταπακτή, gpen, παστέλ, ακουαρέλα, φιλμ, θολούρα, κορεσμό, αποχρώσεις, ξεβγάλματα, posterise, colorpoint, colorbalance, κινούμενα σχέδια, deinterlace1, deinterlace2, κανένα.

Με τη βοήθεια του παρακάτω προγράμματος μπορείτε να δείτε όλα τα διαθέσιμα φίλτρα. Ο κώδικας αλλάζει οπτικά εφέ κάθε 5 δευτερόλεπτα:

εισαγωγή picamera από ώρα εισαγωγή ύπνου

camera = picamera. PiCamera () camera.start_preview () for effect in camera. IMAGE_EFFECTS: camera.image_effect = effect camera.annotate_text = "Effect: % s" % effect sleep (5) camera.stop_preview ()

Μπορείτε να βρείτε μια πλήρη λίστα λειτουργιών και δυνατοτήτων της βιβλιοθήκης picamera στον επίσημο ιστότοπο.

Ελπίζω να βρήκατε χρήσιμο αυτόν τον οδηγό και σας ευχαριστώ για την ανάγνωση. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή σχόλια; Αφήστε ένα σχόλιο παρακάτω. Μείνετε συντονισμένοι!