Nous diffusons des vidéos à partir d'une webcam connectée à un Raspberry Pi. Connexion de la caméra à la caméra ptz ip de contrôle Raspberry Pi Raspberry pi

Bonne journée!

Le soir du Nouvel An, j'ai eu l'idée de construire une sorte de vidéosurveillance. J'avais tout ce dont j'avais besoin sous la main :

Ordinateur monocarte Raspberry Pi modèle B
Webcam LOGITECH Webcam HD C270

Après lecture, j'ai décidé de développer un peu l'idée de l'auteur.

Connaissance

Alors, commençons par nous familiariser avec le « composant » principal :
Apparence du Raspberry Pi :

Caractéristiques:

Processeur Broadcom BCM2835 700 MHz ARM1176JZFS avec FPU et GPU Videocore 4
Le GPU fournit Open GL ES 2.0, OpenVG à accélération matérielle et un décodage haut de gamme 1080p30 H.264
Le GPU est capable de 1 Gpixel/s, 1,5 Gtexel/s ou 24GFLOPS avec filtrage de texture et infrastructure DMA
512 Mo de RAM
Démarre à partir de la carte SD, exécutant une version du système d'exploitation Linux
Prise Ethernet 10/100 BaseT
Prise de sortie vidéo HDMI
2 prises USB 2.0
Prise de sortie vidéo composite RCA
Prise pour carte SD
Alimenté par une prise microUSB
Prise de sortie audio 3,5 mm
Connecteur de caméra vidéo HD Raspberry Pi
Taille: 85,6 x 53,98 x 17 mm"

pi@hall-pi ~ $ cat /proc/cpuinfo processeur : 0 nom du modèle : processeur compatible ARMv6 rev 7 (v6l) BogoMIPS : 2.00 Caractéristiques : swp half thumb fastmult vfp edsp java tls Implémentateur du processeur : 0x41 Architecture du processeur : 7 variantes du processeur : 0x0 Partie CPU : 0xb76 Révision CPU : 7 Matériel : BCM2708 Révision : 000e Série : 000000005a82c372

Une liste des distributions officiellement prises en charge peut être trouvée. J'ai choisi Raspbian sans shell graphique.

Le processus d'installation est assez simple et ne nécessite pas de description détaillée, je vais donc énumérer les principaux faits auxquels il convient de prêter attention :

Définir le fuseau horaire
Définition du nom de l'ordinateur
Activation de l'accès SSH
Mise à jour du système

Après avoir effectué tous les réglages nécessaires, vous pouvez commencer.

Préparation

Tout d'abord, installons tous les packages nécessaires :
sudo apt-get install imagemagick libav-tools libjpeg8-dev subversion
Ensuite, téléchargez et assemblez mjpg-streamer :
sudo svn co https://svn.code.sf.net/p/mjpg-streamer/code/mjpg-streamer/ mjpg-streamer cd mjpg-streamer make
Parce que Nous stockerons toutes les données dans le cloud, nous mettrons en place le travail avec un système de fichiers distant via WebDAV :
sudo apt-get install davfs2 sudo mkdir /mnt/dav sudo mount -t davfs https://webdav.yandex.ru /mnt/dav -o uid=pi,gid=pi
Afin de ne pas saisir à chaque fois votre nom d'utilisateur et votre mot de passe, vous devez les ajouter au fichier
/etc/davfs2/secrets
/mnt/dav mot de passe utilisateur

Le processus de travail

Ajoutons des commandes à /etc/rc.local pour monter WebDAV et exécutons le script de diffusion sur le réseau :
mount -t davfs https://webdav.yandex.ru /mnt/dav -o uid=pi,gid=pi cd /home/pi/mjpg-streamer && ./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so" -o "./output_http.so -w ./www"
Maintenant, en allant sur http://:8080/, nous aurons accès à la caméra. Il ne reste plus qu'à rediriger le port sur le routeur et vous pourrez accéder à la caméra en dehors du réseau local.

Création d'une vidéo accélérée

Tout d’abord, nous devons obtenir une image de la caméra. Parce que elle est déjà occupée (l'image est diffusée par le serveur web), alors nous en profiterons pour recevoir l'image actuelle du serveur web :
curl http://localhost:8080/?action=snapshot > out.jpg
Si nous voulons dessiner la date de la photo sur l'image, alors nous pouvons utiliser la commande convert
timestamp=`stat -c %y out.jpg` convert out.jpg -fill black -fill white -pointsize 15 -draw "text 5.15 "$(timestamp:0:19)"" out_.jpg
Version complète du script :
#!/bin/bash filename=$(perl -e "print time") nom de dossier=$(date --rfc-3339=date) curl http://localhost:8080/?action=snapshot > $filename timestamp=` stat -c %y $filename` mkdir /mnt/dav/out/$foldername convert $filename -fill black -fill white -pointsize 15 -draw "text 5.15 "$(timestamp:0:19)"" /mnt /dav /out/$foldername/$filename.jpg rm $filename
La vidéo est assemblée à l'aide de la commande avconv :
avconv -r 10 -i %06d.jpg -r 10 -vcodec mjpeg -qscale 1 out.avi
Version complète du script d'assemblage vidéo :
#!/bin/bash filename=$(date --rfc-3339=date) i=0 pour f dans `ls -tr /mnt/dav/out/$filename/*.jpg 2>/dev/null` do newf=`printf %06d $i`.jpg echo $f "-->" $newf mv $f $newf i=$((i+1)) done rmdir -R /mnt/dav/out/$filename/ avconv -r 10 -i %06d.jpg -r 10 -vcodec mjpeg -qscale 1 /mnt/dav/$filename.avi rm *.jpg
Il ne reste plus qu'à enregistrer l'exécution des scripts dans le planificateur Cron :
* * * * * pi bash /home/pi/cam.sh 59 23 * * * pi bash /home/pi/build.sh

Exemple de vidéo

Conclusion

Cette approche permet d'éliminer le besoin de passer beaucoup de temps à regarder des vidéos et de réduire également le coût du produit final. Grâce à la présence d'un système d'exploitation à part entière, il devient possible d'étendre les fonctionnalités dans la bonne direction.

L'ordinateur monocarte Raspberry Pi vous permet de créer des choses vraiment intéressantes et utiles : des centres multimédias aux systèmes domotiques. En connectant divers modules au Raspberry Pi, vous pouvez étendre considérablement les fonctionnalités de ce mini-ordinateur.

L'un de ces plug-ins supplémentaires est un appareil photo, qui vous permet de prendre des photos ou de filmer des vidéos. Il existe aujourd'hui un certain nombre de caméras pour Raspberry Pi sur le marché, et dans cet article, nous en donnerons un bref aperçu.

Examinons six des caméras les plus populaires : ZeroCam Noir, ZeroCam FishEye, Raspberry Pi Compatible Fisheye Camera, Raspberry Pi Camera V2, Raspberry Pi Camera V2 Noir et Raspberry Pi Camera 1.3.

ZeroCam Noir est un module caméra pour Raspberry Pi Zero ou Raspberry Pi Zero W, donc si vous souhaitez l'utiliser dans Raspberry Pi 3 ou 2, vous devrez utiliser un câble adaptateur. Cet appareil photo n'a pas de filtre IR sur l'objectif, ce qui le rend idéal pour la photographie en basse lumière. Voici quelques-unes de ses principales caractéristiques : capteur 5 mégapixels, 2592 × 1944 pixels, 1080p à 30 FPS (ou 60 FPS à 720p, 90 FPS à 480p), focale 3,60 mm, 53,50 degrés horizontal, 41,41 degrés vertical, env. dimensions de la carte avec caméra : 60 x 11,4 x 5,1 mm.

Il s'agit de la version fisheye de la ZeroCam, ce qui signifie qu'elle a une image grand angle. Cette caméra est également conçue pour Pi Zero ou Pi Zero W, donc pour l'utiliser avec un autre panneau Pi, vous avez besoin d'un câble adaptateur.

Il s'agit d'une caméra fisheye compatible Raspberry Pi que l'on peut facilement trouver sur diverses plateformes de trading en ligne telles que AliExpress, TaoBao, eBay. Il se caractérise par une vue grand angle de 175º. Il s'appuie sur le capteur Omnivision 5647 d'une résolution de 5 mégapixels (2592 x 1944 pixels).

Cet appareil photo est équipé d'un capteur d'image Sony IMX219 de 8 mégapixels avec un objectif à focale fixe, capable d'afficher des images statiques de 3280×2464 pixels, il prend en charge les vidéos 1080p30, 720p60 et 640×480p90. La caméra est compatible avec toutes les cartes Raspberry Pi, mais si vous souhaitez l'utiliser avec le Pi Zero, vous avez besoin d'un câble adaptateur.

Cette caméra possède toutes les fonctionnalités du module Raspberry Pi Camera V2, mais elle ne possède pas de filtre IR. Cela signifie que c'est presque un appareil photo idéal pour filmer dans l'obscurité.

Raspberry Pi Camera 1.3 est le prédécesseur du module V2. Il est équipé d'un capteur OmniVision OV5647 de 5 mégapixels.

Comparaison du champ de vision et de la qualité d'image des caméras pour Raspberry Pi

Dans ce test, toutes les caméras sont installées à une distance de 1 mètre de l'image de test. Les résultats sont les suivants:

Comparaison de la qualité d'image et du rendu des couleurs des caméras Raspberry Pi lors du zoom

Comparaison de la qualité de prise de vue de nuit

Les résultats ci-dessous démontrent les performances de plusieurs caméras de nuit capturant la même image test dans des conditions de très faible luminosité et dans l'obscurité.

conclusions

Toutes les caméras fonctionnent un peu mieux que prévu avec des modules aussi bon marché. Malheureusement, il n'y a pas de caméra tout-en-un parmi elles, et il y a un compromis à faire car il ne semble pas y avoir de caméra grand angle (fisheye) avec le filtre anti-IR supprimé. Donc si vous souhaitez un grand angle, il vous faudra un éclairage régulier, et à l'inverse, la nuit, il est peu probable d'obtenir des prises de vue en grand angle.

Parce que Cet ordinateur a des performances suffisantes pour recevoir, stocker, traiter et transmettre la vidéo d'une caméra (par exemple, d'une caméra USB) via wifi vers d'autres appareils. Il existe des caméras spéciales pour Raspberry PI qui se connectent à un connecteur spécial et des caméras USB qui se connectent à n'importe quel port USB du Raspberry PI. Parce que Les caméras USB, en règle générale, sont beaucoup moins chères que les caméras spéciales (bien que pires), nous envisagerons donc ensuite d'utiliser une caméra USB avec Raspberry PI. Il existe un certain nombre de programmes permettant de capturer des vidéos à partir d'une caméra USB, ou vous pouvez écrire le vôtre, mais par souci de simplicité, examinons d'abord la capture et la transmission de vidéos à l'aide du programme de mouvement. Pour installer le programme de mouvement sur Raspberry PI, vous devez d'abord vous y connecter via le programme Putty (ou tout autre programme de terminal ayant la possibilité de communiquer via SSH) (pour plus d'informations sur la façon de procéder, voir l'article précédent « Raspberry PI 3 configuration et gestion du GPIO via WIFI") . Après vous être connecté au Raspberry PI, vous devez mettre à jour le système à l'aide des commandes

Sudo apt-get mise à jour

Sudo apt-get mise à niveau

Après une mise à jour réussie du système, vous devez installer le programme de mouvement avec la commande

Sudo apt-get install motion

Lors de l'installation, la question « Voulez-vous continuer ? » peut vous être posée. après quoi vous devrez saisir la lettre « Y ». Après avoir installé le programme motion, vous devrez apporter quelques modifications aux fichiers de configuration. Ouvrez le fichier motion.conf dans l'éditeur nano avec la commande

Sudo nano /etc/motion/motion.conf

Alors

Remplacé par

Ensuite, nous trouverons d'autres lignes à modifier, pour ce faire, appuyez sur la combinaison de touches CTRL+W, entrez « stream_localhost » et appuyez sur Entrée, après quoi la ligne requise devrait être trouvée, si elle n'est pas trouvée, alors la variable « stream_localhost » " s'appelle autre chose, par exemple " webcam_localhost " ou quelque chose comme ça. Une fois la ligne avec cette variable trouvée, vous devez

Stream_localhost activé

remplacé par

Stream_maxrate 1

Et remplacez par

Stream_maxrate 100

Remplacé par

Alors

Minimum_frame_time 0

Remplacé par

Minimum_frame_time 1

Ce dernier est fait pour que les images soient émises une fois par seconde - cela n'a pas l'air très beau, mais la vidéo ne disparaîtra pas si l'image change soudainement. Le but de chaque variable peut être lu dans les commentaires.
Enregistrons maintenant les modifications en appuyant sur CTRL+O et entrez, puis appuyez sur CTRL+X et quittez l'éditeur nano. Modifions maintenant un autre fichier, pour ce faire nous entrons la commande

Sudo nano /etc/default/motion

Et remplacez la ligne

Start_motion_daemon=non

Start_motion_daemon=oui

Enregistrez ensuite les modifications en appuyant sur CTRL+O et entrez, puis appuyez sur CTRL+X et quittez l'éditeur nano. Vous pouvez maintenant démarrer le transfert vidéo (la caméra USB doit être connectée à l'un des ports) avec la commande

Démarrage du mouvement du service Sudo

Arrêtez avec la commande

Arrêt du mouvement du service Sudo

Pour voir la vidéo, vous devez ouvrir le navigateur et saisir l'adresse IP du Raspberry PI dans la barre d'adresse, puis mettre deux points et 8081 (adresse IP du Raspberry PI : 8081) et appuyer sur Entrée, après quoi la vidéo de la caméra USB devrait apparaître dans le navigateur. Vous pouvez voir comment tout cela est fait, voir le résultat et autre chose dans la vidéo :

C'est ainsi que vous pouvez obtenir de manière simple la vidéo d'une caméra USB connectée à un Raspberry PI. S'il s'agit d'un Raspberry PI 3 avec wifi intégré et alimenté par une powerbank (ou une autre source d'électricité portable) (par exemple, celle-ci ou une moins chère, bien qu'il ne soit pas recommandé d'en utiliser une bon marché, Raspberry PI a besoin d'une source d'alimentation normale pour utiliser toutes ses capacités, il est également très conseillé d'installer un dissipateur thermique pour le processeur et les autres microcircuits qui se développent pendant le fonctionnement du Raspberry, idéalement le dissipateur thermique doit être en cuivre et recouvert d'une peinture noire spéciale), puis basé sur tous pour cela, vous pouvez créer une sorte de système de vidéosurveillance, une caméra vidéo ou quelque chose de similaire.

L'un des projets Raspberry Pi les plus populaires consiste à créer un serveur de vidéosurveillance capable de diffuser sur Internet. De nombreuses personnes utilisent ces systèmes comme systèmes de sécurité (moi y compris), mais il existe également d'autres utilisations. Si vous proposez quelque chose d’intéressant, vous pouvez l’écrire dans les commentaires. Un projet comme celui-ci coûterait entre 60 et 70 £, mais j'ai utilisé des composants supplémentaires que j'avais sous la main (et qui n'ont finalement rien coûté). J'ai utilisé la webcam Logitech Quickcam dans mon projet.

Ce dont nous avons besoin:

Tarte aux framboises
Carte SD 8 Go ou plus
Webcam
Accès Internet via un adaptateur Ethernet ou WiFi
Hub USB avec alimentation externe
Clavier
Souris (pour les paramètres WiFi)

Commençons donc par installer la dernière version de Debian "Wheezy" sur la carte SD, ce que vous pouvez. Pour installer l'image sur un ordinateur Windows, vous pouvez utiliser l'utilitaire et pour les ordinateurs Mac, utiliser ce programme. (En savoir plus sur l'installation d'images)

Une fois la copie de l'image terminée, insérez la carte SD dans le Raspberry Pi. Nous connectons le câble réseau ou l'adaptateur sans fil, ainsi que le clavier. Enfin, n'oubliez pas de connecter le hub USB et de l'alimenter.

Après avoir allumé le Raspberry Pi, définissez le fuseau horaire en fonction de votre emplacement à l'aide de l'utilitaire raspi-config.

Veuillez noter que pour vous connecter à un système fraîchement installé, vous devez utiliser votre nom d'utilisateur pi avec mot de passe framboise.

Si vous utilisez une connexion réseau WiFi :

Pour configurer un adaptateur sans fil et vous connecter au WiFi à l'aide d'une interface graphique, vous devez saisir la commande :

Après cela, vous pouvez configurer une connexion sans fil. Une fois terminé, cliquez avec la souris dans le coin inférieur gauche de l'écran et sélectionnez Se déconnecter pour revenir à la ligne de commande.

Il est maintenant temps de mettre à jour le système. Tapez la ligne de commande :

Sudo apt-get mise à jour Sudo apt-get mise à niveau

et attendez la fin. Vous devez maintenant installer Motion, un logiciel qui diffusera la vidéo à l'aide du serveur Web intégré. Pour ce faire, saisissez :

Sudo apt-get install motion

et attendre. Une fois l'installation terminée, connectez la webcam à un port USB alimenté de votre hub.

Vous devez maintenant apporter des modifications au fichier de configuration du programme Motion. Pour ce faire, exécutez la commande :

Sudo nano /etc/motion/motion.conf

Un éditeur s'ouvrira avec un fichier de configuration auquel vous pourrez apporter des modifications. Les plus importants sont ces paramètres :

Daemon = OFF (corriger sur ON - ce paramètre se trouve quelque part au début du fichier) webcam_localhost = ON (corriger sur OFF - ce paramètre se trouve quelque part à la fin du fichier)

Appuyez sur Ctrl + X pour enregistrer, puis 'y' pour confirmer l'opération et enfin Entrée pour préciser le nom du fichier.

Vous pouvez maintenant démarrer le serveur Motion :

Démarrage du mouvement du service Sudo

Attendez environ 60 secondes, puis saisissez l'adresse IP du Raspberry Pi dans votre navigateur. Le meilleur choix de navigateur est la dernière version de Firefox.

L'adresse ressemble à ceci : 192.168.X.X:8081

Assurez-vous que le port 8081 est répertorié à la fin de la ligne pour voir l'image. Pour accéder aux paramètres, utilisez le port 8080 au lieu de 8081.

Port 8081 – vidéo Port 8080 – interface Web de configuration

Veuillez noter que vous ne pourrez accéder à la caméra qu'au sein de votre réseau local. Vous ne pourrez pas vous connecter à votre serveur vidéo domestique depuis un autre emplacement. Pour vous connecter depuis l’extérieur, configurez la redirection de connexion entrante sur votre routeur domestique.

Toutes nos félicitations! Vous venez de configurer votre propre serveur de vidéosurveillance sur votre Raspberry Pi ! Je vous souhaite du succès et n'hésitez pas à partager cet article !

Remarque : si le serveur vidéo affiche un rectangle gris au lieu d'une image, entrez la commande ls /dev/video dans le terminal pour déterminer le nom du périphérique vidéo. Par défaut, /etc/motion/motion.conf est défini sur video0 . Si votre webcam porte un nom différent, corrigez le fichier de configuration, puis redémarrez Motion.

Attention! Vous répétez tout ce qui est décrit dans cet article à vos risques et périls ! Je ne suis responsable d’aucune conséquence. Cet article est uniquement un guide.

Il y a deux ans, lorsque j'ai commencé à travailler sur des multicoptères, j'ai dû en fabriquer un petit. Le quadricoptère étant destiné à être purement autonome, il suffisait de cette télécommande pour contrôler le drone pendant les tests et la configuration.

En principe, la télécommande s'acquitte avec succès de toutes les tâches qui lui sont assignées. . Mais il y avait aussi de graves lacunes.

Les piles ne rentraient pas dans le boîtier, j'ai donc dû les coller sur le boîtier avec du ruban isolant :)
Les paramètres ont été ajustés à l’aide de quatre potentiomètres qui se sont révélés très sensibles à la température. Vous définissez des valeurs à l'intérieur, sortez - et elles sont déjà différentes, elles se sont envolées.
L'Arduino Nano que j'ai utilisé dans la télécommande n'a que 8 entrées analogiques. Quatre étaient occupés par des potentiomètres de réglage. Un potentiomètre servait de gaz. Deux entrées étaient connectées au joystick. Une seule sortie restait libre et de nombreux autres paramètres restaient à configurer.
Le seul joystick n'était pas du tout celui du pilote. Contrôler l'accélérateur avec un potentiomètre était également assez frustrant.
Et la télécommande n’émettait aucun son, ce qui est parfois extrêmement utile.

Pour éliminer tous ces défauts, j'ai décidé de repenser radicalement la télécommande. Tant la partie matérielle que la partie logicielle. Voici ce que je voulais faire :

Fabriquez une grande mallette pour pouvoir y ranger tout ce que vous voulez maintenant (y compris les piles), et tout ce que vous voulez plus tard.
Résolvez d'une manière ou d'une autre le problème des réglages, sans augmenter le nombre de potentiomètres. De plus, ajoutez la possibilité d'enregistrer les paramètres dans la télécommande.
Fabriquez deux joysticks, comme sur les consoles de pilotage normales. Eh bien, mettez les joysticks eux-mêmes orthodoxes.

Nouveau bâtiment

L'idée est extrêmement simple et efficace. Nous découpons deux plaques dans du plexiglas ou un autre matériau fin et les connectons avec des supports. L'ensemble du contenu de la mallette est fixé soit sur la plaque supérieure, soit sur la plaque inférieure.

Commandes et menus

Pour contrôler un tas de paramètres, vous devez soit placer un tas de potentiomètres sur la télécommande et ajouter un ADC, soit effectuer tous les réglages via le menu. Comme je l’ai déjà dit, régler avec des potentiomètres n’est pas toujours une bonne idée, mais il ne faut pas non plus y renoncer. Il a donc été décidé de laisser quatre potentiomètres dans la télécommande et d'ajouter un menu complet.

Pour naviguer dans le menu et modifier les paramètres, des boutons sont généralement utilisés. Gauche, droite, haut, bas. Mais je voulais utiliser un encodeur au lieu de boutons. J'ai eu cette idée à partir d'un contrôleur d'imprimante 3D.

Bien entendu, grâce à l'ajout du menu, le code de la télécommande a été agrandi plusieurs fois. Pour commencer, j'ai ajouté seulement trois éléments de menu : "Télémétrie", "Paramètres" et "Store params". La première fenêtre affiche jusqu'à huit indicateurs différents. Pour l’instant, je n’en utilise que trois : la batterie, la boussole et l’altitude.

Dans la deuxième fenêtre, six paramètres sont disponibles : coefficients du contrôleur PID pour les axes X/Y, Z et angles de correction de l'accéléromètre.

Le troisième élément vous permet de sauvegarder les paramètres dans l'EEPROM.

Manettes

Je n’ai pas réfléchi longtemps au choix des joysticks pilotes. Il se trouve que j'ai reçu le premier joystick Turnigy 9XR d'un collègue du secteur des quadricoptères - Alexander Vasiliev, propriétaire du site Web bien connu alex-exe.ru. J'ai commandé le deuxième directement chez Hobbyking.

Le premier joystick était à ressort dans les deux coordonnées – pour contrôler le lacet et le tangage. Le deuxième que j'ai pris était le même, afin de pouvoir ensuite le transformer en joystick pour contrôler la traction et la rotation.

Nutrition

Dans l'ancienne télécommande, j'utilisais un simple régulateur de tension LM7805, alimenté par un tas de 8 piles AA. Une option terriblement inefficace, dans laquelle 7 volts ont été dépensés pour chauffer le régulateur. 8 piles - car il n'y avait qu'un tel compartiment à portée de main, et LM7805 - car à cette époque cette option me paraissait la plus simple, et surtout, la plus rapide.

Maintenant, j'ai décidé d'agir plus sagement et j'ai installé un régulateur assez efficace sur le LM2596S. Et au lieu de 8 piles AA, j'ai installé un compartiment pour deux piles LiIon 18650.

Résultat

En mettant tout cela ensemble, nous avons obtenu cet appareil. Vue de l'intérieur.

Mais avec le couvercle fermé.

Il manque le capuchon d'un potentiomètre et les capuchons des joysticks.

Enfin, une vidéo sur la façon dont les paramètres sont configurés via le menu.

Conclusion

La télécommande est physiquement assemblée. Je travaille maintenant à finaliser le code de la télécommande et du quadricoptère afin de leur redonner leur ancienne amitié forte.

Lors de la configuration de la télécommande, des défauts ont été identifiés. Premièrement, les coins inférieurs de la télécommande reposent dans vos mains : (je vais probablement redessiner un peu les plaques, lisser les coins. Deuxièmement, même un écran 16x4 ne suffit pas pour un bel affichage de télémétrie - je dois raccourcir le noms de paramètres à deux lettres. Dans la prochaine version de l'appareil, j'installerai un affichage à points, ou immédiatement une matrice TFT.