専用カメラモジュールを使う


電子工作というレベルではないが、まずは手始めにラズパイをデジカメにしてみる。

USB カメラを使えば難なくできるかもしれないが、そうじゃない。

ちょっとでも電子工作っぽくするためには、やっぱり専用カメラモジュールを使いたい!
*個人的な趣味ではないか!といわれれば、その通り。

ということで、ラズパイで写真や動画を撮影する方法について、記載していく。

  1. 必要なもの
  2. 専用カメラモジュールの接続
  3. ラズパイ側の設定
  4. 基本的な使い方
  5. その他補助的なもの
  6. まとめ
  7. これで何を作る!?



■必要なもの

デジカメ化するだけなら、USB カメラなどでも出来る。

でも、それだとやっぱり電子工作っぽくない!

ということで、今回は専用カメラモジュールを使う。

ラズパイの専用カメラモジュールは、

・公式版
・ソニー版
・赤外線カメラなど、いくつか存在する。

まずは公式版。

今回は以下のものを使っている。

サインスマート Raspberry Pi 用 カメラモジュール Camera Module for ラズベリーパイ
by カエレバ

より高性能なものを、ソニーも出している。

Raspberry Pi Official Camera V2 for 3B/2B/B+/A+/B/A ソニー製808万画素CMOSセンサ使用 ラズベリーパイ公式 HDカメラ
by カエレバ

本当ならばこっちが欲しいけど、まずは安く仕上げたいので、今回は見送り。

その他、赤外線カメラもある模様。

Raspberry Pi PiNoir カメラモジュール V2
by カエレバ

こちらは、夜間の監視カメラとか、目的が違うので今回は選択せず。

今後、色々できるようになったら、こちらを使って何かできないか、も考えたい。
*2017/12/10 追記。本文末尾に実現したものを色々追記してみた。

とりあえず、ラズパイ本体を動かすもの以外は、これだけで準備完了。



■専用カメラモジュールの接続

専用カメラモジュールと本体のサイズ感は、こんな感じ。

本体側の赤枠部分に専用カメラモジュールを接続する。

赤枠内にある、カメラモジュール接続部分の両端には、爪がある。

これを折らないように、慎重に引き上げる。

引き上げきったら、カメラモジュールを接続する。

この時、専用カメラモジュールの接続向きには注意が必要。

銀色の配線むき出し部分が HDMI コネクタ部分を向くように接続する。

見た目こんな感じ。

差し込むときは、しっかり奥まで差し込むべし。

銀色の配線部分がラズパイ本体の接続部分より 1, 2mm でる位。

裏からみるとこんな感じ。

青いテープ側がイヤホンジャックや USB がある側にくるようにする。

その後、先ほど引き上げていた接続部分を、ぐっ、と押し込んで固定する。

これで接続は完了。

なお、表裏を間違えて起動しても、そうそうすぐに問題にはならないと思うが、

『ラズパイ本体の電源を入れたまま差し替えすること』

は止めて置いた方がよい。

私の場合、おそらくこれが原因で、本体が動かなくなった。
*バックアップデータを SD カードに書き直して事なきを得たが・・・。



■ラズパイ側の設定

接続ができれば、ラズパイ本体側の設定を行うこれ自体は非常に簡単。

『スタートメニュー』から『ラズベリーパイの設定』でカメラを enable にすることで使える。

が、一応ここでは console から設定する方法を書いておく。

まずは raspi-config を実行。

root@raspi-01# raspi-config

以下のような画面が出てくる。

ここで、『5 Interfacing Option』 を選択する。

そうすると、設定するインターフェース一覧が出てくる。

『P1 Camera』を選択。

カメラインターフェースを有効にするか?と聞かれる。

当然、『はい』を選択。

有効化したよ、といわれる。

『了解』を選択すると、メニュー画面に戻るので、『Finish』。

これで完了なのだが、reboot するか?と聞かれるので、素直に reboot しておこう。



■基本的な使い方

reboot した後は、カメラが使えるようになっているはずである。まずは以下のコマンドで静止画を撮影してみよう。

root@raspi-01# raspistill -o tmp.jpg

raspistill が撮影するためのコマンド。

-o オプションが出力ファイルを指定するためのもの。

tmp.jpg は出力ファイル名となっている。

デフォルトでは 5 秒ほどプレビューが表示され、最後に撮影される。

実際にとってみると、こんな感じ。

思ったより綺麗にとれている。

ちょっとボケているのは、多分焦点を合わし切れなかったからだと思う。

この辺り、ちゃんと設定するともう少し綺麗にとれるのかもしれない。

なお、撮影コマンド実行時、module が見つからない、的なエラーがでる場合がある。

カメラモジュールがきちんと接続されていない(前述した接続時の表裏が逆とか、十分差し込めていないとか)可能性がある。

そういった場合には、一旦ラズパイ本体の電源を落とし、きちんと接続しなおした上で再度起動する。

また、プレビュー時間は -t オプションで指定可能。

任意のタイミングで撮影したいときは、-k オプションを指定する。

そうすると、return を押した段階で撮影される。
*終了は x を押した後 Return。

他にも、-w オプションで幅を、-h オプションで高さを指定できる。

結構色々指定できるので、別途調べて見ても面白そう。

なお、リモートデスクトップ環境では、プレビュー画面が表示されない場合がある。

これを試す場合には HDMI ディスプレイに接続しておくことに注意が必要。

続いて、動画を撮影してみる。

 root@raspi-01# raspivid -o tmp.h264

実際の動画はこんな感じ。

こちらの -t オプションは、撮影時間等を指定できる。

ラズパイで見る際には、以下のコマンドで確認可能。

 root@raspi-01# omxplayer tmp.h264

なお、撮影した動画は、gpac をインストールし、MP4Box を起動することで mp4 に変換可能。

まずは gpac をインストールする。

 root@raspi-01# apt-get install gpac -y

続いて、MP4Box コマンドで .h264 ファイルを .mp4 に変換。

 root@raspi-01# MP4Box -fps 30 -add tmp.h264 tmp.mp4

本サイトに up した動画は、これで mp4 に変換したものである。

以上、ラズパイを使った静止画、動画撮影がひとまず実現できた。



■その他補助的なもの

専用カメラモジュールでの撮影に限れば、

以上で終了。ただ、実際に使うとなると、カメラを固定できるものが必要不可欠となる。

一つの手としては、カメラ固定機能付きのケースを購入すること。

Raspberry Pi Piケース RS for Pi3/2/B+ 黒 【908-4215】
by カエレバ

このケースは、ふたの真ん中にあるラズパイマーク部分の裏に、カメラを固定出来るようになっている。

こういったケースを購入して使う、というのも一つの手だと思う。

Zero の場合はどうもこんなのがあるらしい。

by カエレバ

 

これちょっといいなぁ・・・。

Zero W は一台位欲しいとおもっているので、買おうかなぁ・・・。

一方、カメラ用のケースはいくつか売っているので、それを使うのもよいと思う。

例えばこれ。

by カエレバ

 

他、パンチルト用のキットもある模様。

by カエレバ

 

が、これは、ライブカメラ化を自分でしたいので、今回は利用しない。

自作している人もいる模様。

が、専用カメラモジュールを買ったら、

カバーなりマウントなりは購入して置いた方がよいと思う。



■まとめ

今回、ラズパイの専用カメラモジュールを使った静止画、動画撮影について記載した。

やったことは、既製品のカメラもジュールを接続し、ちょっと設定をいじっただけ。

が、実際に撮像してみると、結構感動する。

ある意味で簡単なデジカメを自分で作れたことになる。

電子工作と言えるレベルではない。

が、自分でものを作る、という第一歩としては、とても楽しかった。

今回の Point!・専用カメラモジュールを購入する。
・裏表を間違えずに接続する。(銀色配線が HDMI コネクタ側!)
・raspi-config でカメラを有効化。
・raspistill で静止画を、raspivid で動画を撮影可能。
・動画再生は omxplayer で出来る。
・mp4 への変換は、gpac をインストール後、MPBox で実施。

■これで何を作る!?

[2017/12/10 追記]
このページでは、

・Raspberry Pi 専用カメラモジュールの使い方

について書いた。

が、単にカメラが使える、と言うだけで終わるのは楽しくない。

ということで、この記事を書いた後、色々作ってきた。

ようやく一通りのことは出来たので、記載しておく。

具体的に作ってきたものは、こんな感じ。

  1. レンズ型カメラ
  2. ライブカメラ(監視カメラ)
  3. ブラウザから操作できるライブカメラ(監視カメラ)

以下、簡単に概要を記載する。

・レンズ型カメラ

レンズ型カメラとは、デジカメのレンズ部分が独立したもの。

撮影等の操作はスマホから行う。

実際にある商品例としては、こういったもの。

SONY デジタルカメラ Cyber-shot レンズスタイルカメラ QX10 ホワイト DSC-QX10-W
by カエレバ

ラズパイの専用カメラモジュールを利用して同様の機能は実現できる。

実現方法はこちらに記載した。

レンズ型カメラを作る!

・ライブカメラ(監視カメラ)

専用カメラモジュールとサーボモータを組み合わせることで、

・首振り(パン・チルト)ができるライブカメラ(監視カメラ)

を作る事が出来る。

追加で必要となるのは、カメラマウントやサーボモータ。

どんなものを使うか、どう使えばよいか、はこちらに記載。

カメラマウントを組み立てる!

サーボモータを動かす!

その上で、ライブカメラ(監視カメラ)を実現する方法はこちら。

ライブカメラ(監視カメラ)を作る!

これが出来るだけで、すごく『ものを作った』感を味わえた。

・ブラウザから操作できるライブカメラ(監視カメラ)

上述のライブカメラ化では、

・Raspberry Pi に SSH 等でログインして操作する

ということが必要であった。

が、スマホ等では操作しにくい。

ということで、今度は WebIOPi を使ってブラウザから操作出来るようにした。

WebIOPi を使ってブラウザから GPIO を操作する方法はこれ。

WebIOPi で遠隔操作(インストール編)!

WebIOPi で遠隔操作(サーボモータ制御編)!

最終的にブラウザからのカメラ操作を実現する方法はこちら。

ブラウザから操作できるライブカメラ(監視カメラ)を作る!

最初は、

・なんか、電子工作っぽい!

というだけで、専用カメラモジュールを購入した。

が、実際に使ってみると、どんどんいろんなことを実現したくなる。

その結果、上述したようにいろんな機能を実現できた。

また、その過程で自分自身の知識もかなり広がったと思う。

もし、本ページの内容に興味を持っていただけたのなら、

是非ともいろんなことにチャレンジしていただきたい。

きっと楽しいこと間違いないと思う。




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