라즈베리파이 제로 프로젝트(9) – CMOS 카메라 이용해보기(1)

 

안녕하세요.

 

라즈베리 파이 제로에 카메라 연결해서 몇 가지 테스트를 해보겠습니다.

테스트해 볼 카메라는 CMOS 카메라로 5 Mega Pixel 해상도를 가진 카메라 모듈입니다.

CMOS 카메라

 

 스펙을 잠깐 보면

  - 이미지 해상도 : 2592 ×1944p

  - 동영상 해상도 : 1080p30, 720p60, 640×480p60/90 지원

  - 화각 : 72.4°

  - 초점 방식 : 조절 가능한 고정식 렌즈

  - 칩셋 : OV5647

  - 크기 : 60mm × 11.5mm × 5mm

  - 제조사 : waveshare

 

  그리고 이 카메라 모듈은 zero 시리즈만 가능합니다. (zero, zero W, WH )

  

  카메라 작동 방법만 알기에는 부족한 면이 있으니 필요 상식 조금 더 알아보겠습니다.

  카메라에 IR 필터라는 개념이 있습니다.  IR 적외선 말하는 것인가? 하실 텐데요. 맞습니다.

 

  현재 모듈에는 적외선 필터링하는 부분이 빠져 있을 겁니다. 들어가 있으면 좋은 것 아닌가 하실 텐데, 장단점이 있습니다.

빛 스펙트럼

  우선 빛의 스펙트럼을 보면 380nm ~780 가시광선 대역으로 사람 눈으로 볼 수 있는 일반적인 빛의 영역입니다. 그런데 이미지 센서의 경우 800nm~1000nm  파장인 근적외선 영역도 볼 수 있다는 특징이 있습니다. (380nm 보다 작아지면 자외선-UV, 780보다 크면 적외선-IR) 

 

  그래서 IR 필터링하지 않은 카메라 영상을 보면 조금 붉게 나오는 현상이 있습니다. 그럼 필터만 넣으면 끝나는 것 아닌가 할 수 있는데요. 또 문제가 IR 필터가 적외선을 반사하지만, 다시 렌즈에 의해 들어오는 현상이 있습니다. 그래서 Blue 필터를 장착하게 되는데 이것은 적외선 빛을 반사하는 것이 아니라 흡수하여 색감 차 발생하는 것을 해결해 주고 있습니다.

 

  그럼 왜 사용하는 거지?라고 한다면 물질은 적외선을 방출하고 있다는 것을 알고 있을 겁니다. 그래서 적외선 필터를 사용하지 않고 잘 만든다면 빛이 없는 상황에서 적외선을 통해 물체를 볼 수 있게 됩니다.

  이것을 이용한 것이 야간 적외선 카메라 혹은 방범용 카메라가 됩니다. 더 발전된 것이 조도에 따라 자동으로 IR 필터가 적용되었다가 안 되었다가 하는 카메라로 발전되었습니다. 그런데 가끔 고장이 나면 이런 카메라도 붉게 나오는 현상이 이런 경우로 발생하는 것이라고 보시면 됩니다.

 

  다른 내용은 다음에 더 알아보도록 하고 이제 사용 방법을 알아보겠습니다.

 

1. 카메라 연결

  - 먼저 플렉스 케이블(flex cable)을 연결합니다. 카메라가 윗면으로 바라보게 연결합니다. 카메라 모듈 커넥터 연결 부분의 배선(PAD)이 아래쪽을 향하도록 (보이지 않게) 해서 커넥터에 연결합니다. (사진 참조)

라즈베리 파이 제로와 카메라 연결

2. 카메라 활성화

  1) 최신 라이브러리들이 업데이트된 것은 없는지 확인합니다.

    pi@raspberrypi:~ $ sudo apt-get update

    pi@raspberrypi:~ $ sudo apt-get upgrade

 

  2) raspi-config 설정 파일로 들어갑니다.

    pi@raspberrypi:~ $ sudo raspi-config

  

  3) 카메라 설정 활성화를 누르고 재부팅을 합니다.

    - 3 Interface Options -> P1 Camera -> Yes

Interface Options

P1 Camera

     pi@raspberrypi:~ $ sudo reboot

 

3. 카메라 사용하기

  1) 사진 찍기

    - raspistill -o 출력 파일명으로 해주면 현재 화면 한 컷을 촬영합니다. 촬영이 시작되면 빨간 LED가 잠시 켜졌다가 꺼지게 됩니다.

    pi@raspberrypi:~ $ raspistill -o image.jpg

 

  2) 동영상 촬영

    - raspivid -o 동영상 파일명  -t  촬영 시간(ms)

    - 5 초간 영상을 저장합니다.

    pi@raspberrypi:~ $ raspivid -o video.h264 -t 5000

 

  해상도 바꾸거나 bitrate를 설정하는 옵션들은 아래의 링크를 참조하시면 됩니다.

  https://www.raspberrypi.org/documentation/raspbian/applications/camera.md

 

  다음 편에는 오픈소스로 개발된 MotionPie라는 프로그램을 설치해서 작동시켜보겠습니다.

 

감사합니다

 

 

<참고사이트>

www.waveshare.com/wiki/RPi_Zero_V1.3_Camera

m.blog.naver.com/pamtek/220695895825

 

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