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5분만에 만드는 CCTV? 라즈베리파이 카메라모듈 쉽게 사용하기! | Raspberry Pi
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라즈베리파이 카메라 모듈 사용하기 – 3DEMP

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  • Most searched keywords: Whether you are looking for 라즈베리파이 카메라 모듈 사용하기 – 3DEMP 이번 포스팅에선 라즈베리파이 카메라에 대해 알아보도록 하겠습니다.사진 출처: https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/ 포스팅 … 라즈베리파이,raspberrypie,라즈베리파이 카메라 모듈, 3demp, 쓰리디이엠피이번 포스팅에선 라즈베리파이 카메라에 대해 알아보도록 하겠습니다.사진 출처: https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/ 포스팅에서 쓰인 카메라는 카메라 모듈 v2입니다.사진출처: https://www.element14.com/community/docs/DOC-80899/l/raspberry-pi-3-model-b-technical-specifications 라즈베리파이를 보면 카메라 모듈을 연결할 수 있는 단자가 있습니다. CSI(Camera Serial Interface) 포트라고 하죠. 비슷하게 DSI(Display Serial Interface) 포트도 존재합니다. 이 포트는 라즈베리파이 디스플레이 연결할 때 쓰여요. 카메라 모듈을 사용하려면 라즈베리파이 CSI 포트에 카메라 모듈을 연결해야겠죠? 연결해 보겠습니다. * 연결하기에 앞서 주의사항 – 카메라 모듈 선의 양쪽 끝이 생각보다 날카롭습니다. 잘못하면 베일 것 같은 느낌? 조심해서 연결하면 좋겠습니다. – 카메라 모듈을 연결할 때에는 라즈베리파이의 전원 연결을 끊고 연결해 주세요.이곳에 카메라 모듈을 연결해 주면 됩니다. 연결부위를 자세히 보면 흰색과 검은색으로 나누어져 있는데표시한 검은색 부분을 살짝 들어올리면 올라갑니다. 왼쪽 오른쪽 각각 살짝 들어 올려주면 됩니다. 카메라 모듈의 끝을 보면 흰부분과 파란색 부분이 있는데 흰부분을 HDMI 단자 방향으로 하여 라즈베리파이에 연결해 줍니다. 넣으면 들어가는 느낌이 듭니다. 마지막에 딱 그 손맛이 있어요. 아 이걸 표현을 못하겠네. 아무튼 잘 끼워졌구나 하는 느낌이 듭니다. 연결 단자의 검은색 부분을 닫아서 카메라 모듈을 고정시켜 줍니다. 카메라 모듈을 살짝 당겨서 연결이 잘되어 있는지 확인해 주세요. 카메라 모듈 연결이 끝났으면, 라즈베리파이를 켜서 카메라 설정을 해줘야 합니다. 라즈베리파이 터미널에서 ~ $ sudo raspi-config 명령을 입력합니다. interfacing Options 항목을 선택합니다. Camera 항목을 선택합니다. <예>를 선택해 줍니다. 확인을 선택하면 raspi-config 초기 화면으로 돌아갑니다. Finish를 선택해줍니다. Finish를 선택하면 위와 같은 화면이 출력됩니다.라즈베리파이 카메라모듈 설정을 저장하기 위해 재시작합니다.이후 라즈베리파이가 다시 시작되면서 카메라 설정이 완료됩니다.위의 재시작 확인창이 뜨지 않는 경우 터미널에서 sudo reboot을 입력하여 직접 재시작 해주세요.카메라 설정이 완료되었으니 카메라 모듈을 사용해 봅시다.터미널 창을 열고~$ raspistill -o test.jpg명령을 입력합니다.라즈베리파이 화면에 잠시동안 카메라 모듈로 찍은 영상이 출력되다가,마지막 장면을 test.jpg 파일로 현재 디렉토리에 저장합니다.파일이름을 변경하지 않고, 같은 명령어를 다시 입력하면 이전 파일을 덮어쓰기 합니다.혹시라도 잘찍힌 사진이 날아가지 않게 조심해야겠네요.이번엔 사진을 몇초의 간격을 두고 찍어보겠습니다.~$ raspistill -o test.jpg -t 10000명령을 입력합니다.-t 명령어는 10초 후에 사진을 찍는다는 명령입니다.-t의 단위는 밀리초.아래는 카메라 모듈을 이용해 찍은 사진입니다. 찍긴 찍었는데… 사진이 뒤집어져 있습니다. 하지만 걱정마세요! 다 방법이 있죠. ~$ raspistill -vf -o test2.jpg 명령으로 다시 찍어줍니다. 사진이 똑바로 나오네요.-vf는 상하반전, -hf는 좌우반전 명령어입니다.그밖의 명령어에 대해 알고 싶다면 터미널에 ~$ raspistill명령을 입력하면 됩니다.이번에는 동영상을 찍어보겠습니다.~$ raspivid -o vid.h264명령을 입력해 줍니다.아까 사진찍는 명령어와 비슷합니다.raspistill에서 raspivid가 된 것이죠.기본 영상은 5초 정도 촬영합니다.마찬가지로 사용가능한 명령어를 확인하기 위해 ~$ raspivid명령을 입력하면 됩니다.* 포맷변경카메라 모듈로 영상을 촬영하면 동영상이 .h264 파일로 저장됩니다.이 파일은 우리가 보통 사용하는 동영상 플레이어(곰플레이어 등)에서 재생이 되지 않으므로, MP4 파일로 바꿔주어야 합니다.  ~$ sudo apt-get install -y gpac 명령어를 입력합니다. -y 옵션은 설치 중 [yes/no] 질문에 대해 모두 yes로 답하게 하는 옵션입니다. 설치가 완료되면 .h264 파일을 .mp4 파일로 인코딩해 주어야겠죠? ~$ MP4Box -add vid3.h264 vid3.mp4명령을 입력합니다.카메라 모듈로 찍은 동영상이 재생됩니다!이번엔 파이썬 코드를 이용해서 카메라 모듈을 동작시켜 보겠습니다.파이썬 코드를 작성하기 위해 nano 편집기를 실행합니다. ~$ sudo nano camera.py 위의 명령어를 입력해 줍니다. * 파일 이름을 지을 때 picamera.py로 지으면 에러가 날 수 있습니다. 아래에 이유가 나오지만 import할 모듈 이름이 picamera이기 때문!! nano 편집기를 실행하여 위의 코드를 입력한 후 Ctrl + X, Y, Enter를 차례대로 입력해 줍니다. 소스코드 ——————————————————— from picamera import PiCamera from time import sleep camera = PiCamera() camera.start_preview() sleep(5) camera.capture(‘/home/pi/capture.jpg’) camera.stop_preview() ——————————————————— 위 코드에서 start_preview() 부분이 실행되면 모니터에 카메라 시점이 출력됩니다. sleep(5) 코드에 의해 5초 쉬고, (모니터에 카메라 시점이 출력되는 중) capture(‘/home/pi/capture.jpg’) 코드에 의해 괄호 안의 디렉토리에 capture.jpg라는 파일로 사진이 저장됩니다. stop_preview() 부분이 실행되면서 카메라가 시점이 종료됩니다. * sleep() 카메라 모듈에 capture() 명령을 주기 전에 sleep() 명령을 입력한 이유는, 카메라가 촬영을 하기 위해 약간의 준비시간이 필요하기 때문입니다. * import의 방법 import의 방법에는 크게 두가지 방식이 있는데 [import 모듈명] 방법과 [from 모듈명 import 메소드] 방법이 있습니다. 첫번째 방법은 모듈 전체를 불러오는 것이고, 두번째 방법은 모듈의 특정 부분만 불러오는 것입니다. 큰틀에서 보면 첫번째 방법이 두번째 방법 또한 포함하기 때문에 편해 보이지만, 사용방법이 살짝 다릅니다. 첫번째 방법으로 import를 하면 메소드를 사용할 때 모듈의 이름을 붙여주어야 하지만 두번째 방법으로 import를 하면 메소드의 이름만 사용하면 됩니다. 위의 코드를 예시로 들면 첫번째 방법일 때 camera = picamera.PiCamera() 두번째 방법일 때 camera = PiCamera() 어려운 듯 어렵지 않쥬? * 메소드? 간단하게 아두이노의 함수라고 생각하면 됩니다. 완전 동일한 개념은 아닙니다만… 쉽고 빠른 이해를 위해… 코드를 다 입력하고 저장했다면 이제 실행시켜 봅시다. ~$ sudo python camera.py 명령어를 입력합니다. 파이썬 파일이 실행되면서 카메라 모듈에 의해 사진이 찍혔습니다. 확인해 보겠습니다. 사진이 거꾸로 찍혔네요. 코드를 조금 수정해 봅시다. 소스코드 ——————————————————— from picamera import PiCamera from time import sleep camera = PiCamera() camera.start_preview() sleep(5) camera.rotation = 180 camera.capture(‘/home/pi/capture.jpg’) camera.stop_preview() ——————————————————– camera.rotation = 180 코드는 카메라 시점을 회전시켜주는 코드입니다. 180은 180도 회전이라는 뜻입니다. 다시 출력결과를 확인해 보겠습니다. 이번에는 제대로 찍혔네요. 다음은 파이썬 코드를 이용해 동영상을 찍어보겠습니다. nano 편집기를 실행해 줍니다. ~$ sudo nano camera.py 위와 같이 소스코드를 작성해 줍니다. 소스코드 ——————————————————— from picamera import PiCamera from time import sleep camera = PiCamera() camera.start_preview() sleep(2) camera.start_recording(‘/home/pi/vid.h264’) sleep(10) camera.stop_recording() camera.stop_preview() ——————————————————— start_recording, stop_recording 부분을 이용해서 영상의 시작과 끝을 지정합니다. 그사이에 있는 sleep(10)은 영상이 찍히는 시간이 되겠네요. 위 코드로 찍히는 영상은 10초짜리 영상입니다. 영상이 잘 찍혔는지 확인을 해봐야겠죠? ~$ omxplayer vid.h264 명령어를 입력해 줍니다. 영상이 잘 찍혔다는 것을 확인할 수 있습니다.
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파이 카메라 사용하기

파이 카메라를 설정하고 터미널에서 사진과 영상을 찍는 방법을 배웁니다.

파이 카메라 연결하기

라즈베리 파이에 보면 다음과 같이 CAMERA라고 적힌 부분을 볼 수 있다.

파이 카메라 케이블의 면을 살펴보면 한 쪽은 필름에 덮여있고, 한 쪽은 금속면이 노출되어있다.

케이블의 금속면이 노출된 부분을 CAMERA 글자를 향하도록 한 상태에서 케이블에 꽂아준다.

파이 카메라 활성화

터미널을 열고 다음을 입력한다. sudo raspi-config Enable Camera를 선택한다.

Enable을 선택한다.

Finish를 선택한다.

예를 선택한다.

사진

기본 촬영

터미널에서 다음을 입력하면 미리보기 창이 뜨고 5초 뒤 사진이 찍힌다. raspistill -o cam.jpg 툴바 메뉴에서 File Manager 아이콘을 클릭한다.

cam.jpg를 더블 클릭한다.

실행하면 다음과 같이 찍은 사진을 볼 수 있다.

타이머 변경

타이머의 기본 값은 5초다. 옵션을 통해 타이머 시간을 바꿔본다. 타이머 시간을 바꾸는 옵션은 t이다. 단위는 밀리초(Millisecond)를 사용한다. 다음은 타이머 시간을 1초로 설정한 것이다.

raspistill -t 1000 -o cam.jpg

크기 변경

w와 h 옵션을 이용해 각각 넓이, 높이를 설정할 수 있다.

다음은 사진 크기를 넓이(w) 300, 높이(h) 300으로 설정한 것이다.

raspistill -w 300 -h 300 -o cam.jpg

밝기 조절

br 옵션을 이용해 사진의 밝기를 설정할 수 있다.

다음은 밝기를 0%, 50%, 100%로 설정한 것이다.

raspistill -br 0 -o br-0.jpg raspistill -br 50 -o br-50.jpg raspistill -br 100 -o br-100.jpg

화면 뒤집기

hf, vf 옵션을 이용해 사진을 수평 또는 수직으로 뒤집을 수 있다.

raspistill -hf cam.jpg

raspistill -vf cam.jpg

더 많은 옵션보기

raspistill의 더 다양한 옵션을 확인하고 싶다면 아래와 같이 입력하면 된다.

raspistill -?

Bash 스크립트 만들기

실행하면 자동으로 년, 월, 일, 시간으로 파일명을 정해 사진을 찍어주는 Bash 스크립트를 만들어본다.

먼저 홈 디렉토리로 이동한다. cd ~/ nano를 이용해 camera.sh라는 파일을 생성한다. nano camera.sh camera.sh에 다음과 같이 입력한 뒤 저장(Ctrl + o)하고 종료(Ctrl + x)한다. DATE=$(date + “%Y-%m-%d_%H%M” ) raspistill -o /home/pi/camera/ $DATE .jpg camera라는 폴더를 만든다. mkdir camera 다음을 실행해 camera.sh를 실행할 수 있도록 만든다. chmod +x camera.sh 다음과 같이 실행하면 camera 폴더에 시간으로 이름이 지어져 찍힌 사진을 볼 수 있다. ./camera.sh

비디오

기본 촬영

터미널에서 다음을 입력하면 미리보기 창이 뜨고 5초 동안 동영상을 찍는다. raspivid -o video.h264 omxplayer를 실행해 촬영한 동영상을 확인할 수 있다. omxplayer video.h264

길이 변경

동영상 기본 길이는 5초다. t 옵션을 통해 길이를 바꿀 수 있다. 단위는 밀리초(Millisecond)를 사용한다. 다음은 동영상 시간을 10초로 설정한 것이다.

raspivid -t 10000 -o video.h264

옵션 적용

raspivid의 옵션은 raspistill의 옵션과 거의 동일하다. 따라서 앞에서 raspistill에서 사용한 옵션을 그대로 사용하면 된다. 만약 raspivid의 다양한 옵션을 확인하고 싶다면 다음과 같이 입력한다.

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 :

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