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[raspberry pi] 카메라 모듈 제어하기 – syki66 blog

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Raspberry Pi Camera V2 흰색 | Techinn

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라즈베리 파이 카메라 모듈

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라즈베리파이 카메라모듈 V2, 8MP (RPI 8MP CAMERA BOARD)

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2. 퀵서비스

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[라즈베리파이 3B+] 카메라 사용하기(Pi Camera Board v1.3)

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라즈베리파이에서 사용할 수 있는 카메라 모듈은 3가지 종류가 있습니다.

2013년도 출시된 V1(5메가 픽셀 지원), 2016년도 출시된 V2(8메가 픽셀 지원), 2020년도 출시된 V3(12.3 메가 픽셀 지원)로 3가지 모델이 있습니다.

각 모듈의 상세 스펙은 아래는 라즈베리파이 사이트에서 가져온 공식 카메라 사양표를 참고하시기 바랍니다.

3가지 모듈 중 가장 저렴하게 카메라 테스트를 할 수 있는 V1 모듈을 구매하였습니다.

출시 당시에는 $25에 판매가 되었지만 8년이라는 시간이 흐른 지금에는 $3 이하로 구매가 가능합니다.

참고로 저는 알리에서 Raspberry Pi Camera Board v1.3을 저렴하게 $2.66에 구매하였습니다.

라즈베리파이 3B+의 전원을 제거 후 HDMI 포트 옆의 커넥터에 FFC 케이블 방향에 주의하여 카메라를 꽂으면 됩니다.

카메라 커넥터 반대편에 파란색 띠(?) 부분을 이어잭 방향으로 보이게 한 후 꽂으면 됩니다.

이런 식으로 연결됩니다.

이렇게 꽂은 후 라즈베리파이 부팅을 합니다.

부팅이 완료되면 Menu -> Preferences -> Raspberry Pi Configuration의 Interfaces 탭을 선택 후 Camera를 Enable 시킵니다.

재부팅 후에 카메라 설정이 완료된다는 메시지가 나옵니다.

‘Yes’ 버튼을 클릭하여 라즈베리파이 보드를 재부팅해 줍니다.

부팅이 완료되면 Menu -> Programming -> Thonny Python IDE에 아래 코드를 붙여 넣은 후 camera.py 이름으로 저장합니다. (주의 사항 저장될 파일명이 picamera.py로 하시면 라이브러리와 이름이 같아서 동작이 안됩니다.)

from picamera import PiCamera from time import sleep camera = PiCamera() camera.start_preview() sleep(5) camera.stop_preview()

실행해 보면 5초 동안 카메라 프리뷰가 동작된 후 창이 닫힙니다.

만약 라즈베리파이와 VNC를 연결한 상태에서 위 코드를 실행해 보면 화면에 아무것도 나오지 않습니다.

이유는 VNC가 단지 display 화면을 재전송해 주는 역할만 하는 거라 direct로 화면에 보여주는 PiCamera의 preview 화면은 전송되지 않기 때문입니다.

VNC의 옵션을 보면 direct capture 관련 옵션을 설정함으로써 camera preview 화면도 전송시킬 수 있습니다.

Task Bar의 VNC 아이콘을 클릭하여 VNC Server 프로그램을 띄운 후 오른쪽 메뉴의 Options를 선택합니다.

Options 창의 왼쪽의 Troubleshooting을 선택 후 ‘Enable direct capture mode’를 체크하여 활성화시킵니다.

‘Apply’ 버튼을 클릭하면 화면이 한번 깜박이며 적용이 됩니다.

다시 위의 camera preview 파이썬 코드를 실행해 보면 VNC 환경에서도 정상적으로 preview 화면이 디스플레이됩니다.

camera preview 디스플레이는 잘 보이는데 preview 화면이 너무 크게 나와 불편합니다.

이럴 경우 start_preview에 파라미터를 적용하여 preview 사이즈를 조절할 수 있습니다.

아래 코드를 적용 후 테스트해 봅니다.

from picamera import PiCamera from time import sleep camera = PiCamera() camera.start_preview(fullscreen=False, window=(200, 200, 640, 480)) sleep(5) camera.stop_preview()

실행해 보면 x축으로 200, y축으로 200의 좌표에 640×480 크기의 윈도우로 preview 화면이 나옵니다.

preview가 잘 되어 좀 더 여러 가지 테스트를 해 보고 싶은데 preview 화면이 5초 후에는 강제적으로 창이 닫힙니다.

자동으로 창이 닫히지 않으면 좋을 것 같아 코드를 조금 수정해 보았습니다.

더불어 이 문제도 수정할 겸 테스트도 보다 쉽게 하기 위해 파이썬에서 제공되는 tkinter 모듈을 사용하여 camera preview start/stop/capture/quit 동작을 할 수 있도록 GUI 프로그램을 구현해 보았습니다.

import tkinter as tk import picamera pic_number = 0 camera = picamera.PiCamera() def camera_start(): camera.resolution=(640, 480) camera.start_preview(fullscreen=False, window=(200, 200, 640, 480)) def camera_stop(): camera.stop_preview() def close_window(): root.destroy camera.stop_preview() camera.close() quit() def camera_capture(): global pic_number pic_number += 1 camera.capture(‘/home/pi/Desktop/image_’ + str(pic_number) + ‘.jpg’) root = tk.Tk() root.title(“Camera Test”) root.geometry(“250×150+1000+50”) frame = tk.Frame(root) frame.pack(pady = 0, padx = 0) button1 = tk.Button(frame, text = “카메라 시작”, width=20, padx = 20, pady = 10, command = camera_start) button1.grid(row = 0, column = 0, padx = 1, pady = 3) button2 = tk.Button(frame, text = “카메라 중지”, width=20, padx = 20, pady = 10, command = camera_stop) button2.grid(row = 1, column = 0, padx = 1, pady = 3) button3 = tk.Button(frame, text = “카메라 캡쳐”, width=20, padx = 20, pady = 10, command = camera_capture) button3.grid(row = 2, column = 0, padx = 1, pady = 3) root.protocol(“WM_DELETE_WINDOW”, close_window) root.mainloop()

실행해 보면 아래와 같은 GUI 창이 나옵니다.

카메라 시작/중지/캡쳐 버튼을 클릭하여 각 기능을 실행시킬 수 있습니다.

최종 테스트된 환경입니다.

카메라 시작 버튼을 클릭하면 preview 화면이 나오고 캡처 버튼을 클릭하면 바탕화면에 캡처된 이미지가 저장됩니다.

구매한 Pi Camera Board v1.3 모듈이 정상적으로 잘 동작됨을 확인해 보았습니다.

이상한 점은 위 스크린샷에서 보여주는 preview나 capture 된 이미지의 품질이 많이 안 좋게 나왔습니다.

camera resolution과 상관없이 실제로 카메라를 들고 이곳저곳 preview 화면을 보면 꽤 괜찮은 품질로 보여지는데 모형 피사체를 앞에 놓고 찍으면 노이즈가 많이 탄 것 같은 이미지가 나옵니다.

아마도 너무 가까운 피사체의 포커스 문제거나 아니면 카메라 사용 환경 또는 저조도 등의 문제로 인해 이런 문제가 발생되는 듯 보입니다.

저렴하게 구매한 Pi Camera Board v1.3 모듈이 5메가 픽셀을 지원하니 나름 괜찮은 화면을 보여주므로 카메라 테스트를 할 경우 유용하게 사용될 것 같습니다.

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라즈베리파이 카메라 사양과 사용방법

1.라즈베리파이 카메라

라즈베리파이 전용 카메라는 2013년도에 500만 pixel용 V1이 출시된 이후 2016년도에는 800만 pixel용 V2이 출시되었고 2020년도에는 1200만 pixel용 High Quality Camera가 출시되었다. V1과 V2는 동일한 사이즈의 소형 카메라 모듈 형태이지만 High Quality Cameras는 비교적 큰사이즈로 렌즈교환이 가능한 형태이다.

2.라즈베리파이 카메라 사양

Model Raspberry pi camera V1 Raspberry pi camera V2 Raspberry pi camera HQ Photo Net price $25 $25 $50 Size Around 25 × 24 × 9 mm Around 25 × 24 × 9 mm 38 x 38 x 18.4mm (excluding lens) Weight 3g 3g Still resolution 5 Megapixels 8 Megapixels 12.3 Megapixels Video modes 1080p30, 720p60 and 640 × 480p60/90 1080p30, 720p60 and 640 × 480p60/90 1080p30, 720p60 and 640 × 480p60/90 Linux integration V4L2 driver available V4L2 driver available V4L2 driver available C programming API OpenMAX IL and others available OpenMAX IL and others available Sensor OmniVision OV5647 Sony IMX219 Sony IMX 477 Sensor resolution 2592 × 1944 pixels 3280 × 2464 pixels 4056 x 3040 pixels Sensor image area 3.76 × 2.74 mm 3.68 x 2.76 mm (4.6 mm diagonal) 6.287mm x 4.712 mm (7.9mm diagonal) Pixel size 1.4 µm × 1.4 µm 1.12 µm x 1.12 µm 1.55 µm x 1.55 µm Optical size 1/4″ 1/4″ Full-frame SLR lens equivalent 35 mm S/N ratio 36 dB Dynamic range 67 dB @ 8x gain Sensitivity 680 mV/lux-sec Dark current 16 mV/sec @ 60 C Well capacity 4.3 Ke- Fixed focus 1 m to infinity N/A Focal length 3.60 mm +/- 0.01 3.04 mm Depends on lens Horizontal field of view 53.50 +/- 0.13 degrees 62.2 degrees Depends on lens Vertical field of view 41.41 +/- 0.11 degrees 48.8 degrees Depends on lens Focal ratio (F-Stop) 2.9 2.0 Depends on lens

위 표에서는 버전 별로 25달러에서 50달러로 큰 가격차이가 없는 것처럼 보이지만, V1은 중국산 복제품이 많아 훨씬 싼 가격 (5달러 미만)에 구매할 수 있고, High Quality Camera는 렌즈를 별도로 구매해야 하므로 2배이상 비용이 소요된다.

그리고 구매시 주의해야 할 사항은 야간 촬영용으로 IR필터를 제거한 NOIR 버전도 함께 판매되므로 용도에 맞추어 선택해야 한다. 아래 사진의 왼쪽 녹색은 IR필터가 포함된 일반적인 촬영용이고 오른쪽 검정색은 야간에 적외선 불빛을 주어 야간촬영이 가능하도록 IR 필터를 제거한 NOIR 버전이다.

야간 촬영용으로 아래와 같이 NOIR 버전 카메라에 전용 적외선 조명장치까지 부착하여 판매되는 경우도 있다.

3.라즈베리파이 카메라 사용방법

1) 카메라 모듈 연결

위그림과 같이 보드의 카메라 아답터 검정색부분을 살짝 밀어 올려 틈을 벌린 후 케이블을 삽입한 후 다시 눌러 고정시켜 주면 된다.

2) 라즈베리파이 설정

라즈베리파이 데스크탑 메뉴에서 Preferences -> Raspberry Configuration을 선택하면 아래와 같이 환경설정화면이 표시되는데 2번째 탭에 있는 Camera를 Enable로 선택하고 Rebooting하면 된다.

만약 SSH등으로 원격접속하여 라즈베리파이 데스크탑 화면을 띄울 수 없는 경우라면 다음 명령어를 입력하여 텍스트버전 환경설정화면을 호출하여 작업할 수도 있다.

sudo raspi-config

3번째의 Interface Option을 선택한 후 표시되는 아래 화면에서 P1 Camera 메뉴를 선택한다

아래 화면이 표시될 때 yes를 선택하여 Enable시키면 된다.

3) 촬영방법 : 터미널창을 호출하여 다음 명령어를 입력해 주면 된다

– 정지화면(Stillcut) 촬영 : raspistill option

option에는 여러가지가 있으나 대표적인 것은 다음과 같다 .

-o file명 : 저장할 파일 명

예를 들어 raspistill -o test.png 라는 명령은 스틸컷 사진을 찍어 test.png라는 파일로 저장하라는 명령이다

-t 지연시간 : 지연시간 (밀리세컨드 단위) 이후에 촬영하라는 명령이다. ( 생략치는 2000미리세컨드 = 2초)

예) raspistill -t 5000 -o test.png라는 명령은 5초후에 촬영하여 test.png라는 파일로 저장하라는 명령

-w 가로크기 -h 세로크기 : 지정하는 가로 세로크기 사이즈로 촬영하라는 명령이다

예) raspistill -o aa.png -w 640 -h 400 : 가로 640px 세로 480px 사이즈로 촬영하여 aa.jpg 로 저장

– 동영상촬영 : raspivid option

option은 raspistill 과 비슷하나 Default size는 1920×1080 px 이다.

-t 시간 : 지정 시간 (밀리세컨드 단위)동안 촬영하라는 명령이다.

-f framerate : 지정하는 framerate 속도로 촬영

예 ) raspivid -t 10000 -o video.h264 -f 30 : 30 frame/sec 품질로 10초간 촬영하여 video.h264라는 file로 저장하라는 명령이다.

4. 문제해결 :

1) V1카메라는 작동되는데 V2 카메라가 안되는 경우 : 라즈베리파이 펌웨어가 V2 카메라 기능 이전일 경우가

있으므로 라즈베리파이 터미널창에서 다음 명령을 입력하여 라즈베리파이 펌웨어를 최신판으로 Update해 준다.

sudo apt-get-update

sudo apt-get-upgrade

2) 초점이 맞지 않는 경우 : 촬영대상이 너무 멀거나 너무 가까워서 흐릿하게 활영되거나, 구매 초기시에 부터 초점조절이 되어있지 않아 흐릿하게 나오는 경우가 있는데 카메라 렌즈를 돌려 초점을 미세조절할 수 있다.

카메라 구매시 박스안에는 위 사진과 같은 둥근 프라스틱이 있는데 이것이 초점 미세조정용 기구이다. 위 사진에서와 같이 이기구를 카메라렌즈 위에 끼워서 좌우로 조그씩 돌려가며 초점을 미세조절할 수 있다. 만약 이 기구가 없으면 아래와 같이 핀셋으로 잡고 돌려서 조정할 수도 있는데 핀셋끝으로 렌즈 표면을 긁지 않도록 조심해야 한다.

구매좌표 :

-해외직구

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