Скрытая камера на Raspberry Pi для съемки животных

Вы любите сидеть сложа руки и восхищаться красотой нашего мира, в то время как птицы счастливо чирикают и поют свои песни? Может быть вы помните какие захватывающие кадры природы снимают различные каналы о природе, когда камера находится в самой гуще событий. Мы сделаем скрытую камера на основе Raspberry Pi, благодаря которой вы сможете стать настоящим натуралистом и снимать животных, которые ни о чем не подозревают.

Шаг 1. Суть камеры

Обычно такие скрытые камеры имеют возможность обнаружения движения, которая запускает процесс съемки каждый раз, когда что-то появляется в поле зрения. В таких камерах обычно используют PIR для запуска съемки или записи видео.

PIR - это пироэлектрический инфракрасный датчик движения.

К сожалению, использование PIR может привести к тому, что камера не будет запущена или объект съемки исчезнет полностью до срабатывания камеры. С помощью камеры в проекте мы можем решить эту проблему, избавившись от PIR и вместо этого используя систему обнаружения. Мы также сможем фиксировать события, которые происходят до обнаружения движения (благодаря возможностям программного обеспечения), что увеличивает вероятность получения идеальных фото или видео.

Главное теперь взять с собой Raspberry Pi и порыться на кухне в поисках пластмассового контейнера для продуктов.

Если вы используете модуль No-IR Pi Camera (без инфракрасного фильтра) и некоторые ИК-светодиоды, вы можете сделать камеру с возможностью ночного видения.

Чтобы сделать проект проще мы используем с нашей Raspberry Pi библиотеку MotionEyeOS. Она предназначена для видеонаблюдения, но идеально подходит для нашей камеры, поскольку поддерживает неподвижные изображения, а также делает запись видео качества HD, плюс обладает возможностью обнаружения движения.

Шаг 2. Что нужно

Чтобы создать эту простую камеру, вам понадобятся следующие комплектующие:

  • Рекомендуется использовать Raspberry Pi 3 Model B +, но вы можете использовать любой Pi (включая Zero).
  • MicroSD Card - используйте Class 10 для лучшей производительности и большей емкости для большего времени записи.
  • Pi камера - рекомендуется модуль камеры Pi V2, но также будут работать USB веб-камеры.
  • Используйте инфракрасный фильтр для Pi камеры с инфракрасными светодиодами для ночного видения.
  • Портативный аккумулятор с USB-выходом. Выберите большую емкость аккумулятора для более длительного времени работы.
  • Пластиковый контейнер для пищевых продуктов. Используйте один с герметичной крышкой, способной обеспечить защиту от атмосферных воздействий.

Дополнительные детали, которые можно рассмотреть:

  • Дополнительная камера (камеры) - для многонаправленной записи.
    Обратите внимание, что Pi имеет только одно подключение к модулю Camera Module, любые дополнительные камеры должны быть подключены через USB.
  • Проволочная/тканевая сетка для покрытия дополнительного вентиляционного отверстия.
  • USB HDD - добавляет дополнительную емкость, но быстрее потребляет аккумулятор.

Вам потребуется небольшой набор инструментов:

  • Отвертка.
  • Горячий клей.
  • Электрическая дрель.
  • Доп. инструменты.

Программное обеспечение:

MotionEyeOS - загрузите соответствующий файл изображения для вашей модели Pi.
Win32DiskImager - используется для записи файла образа MEYEOS на карту MicroSD.
WinSCP - не требуется, но удобен для загрузки нескольких медиафайлов из Pi за один раз.

Шаг 3. Создание бокса для Raspberry камеры

Фотографии выше демонстрируют примерный процесс.

  1. Используя маркер, нарисуйте контур объектива камеры на стене контейнера (включая ИК-светодиоды, если используете).
  2. Используя сверло с конусом, сверлите из центра контуров и вырежьте отверстия, пока вы не перестанете видеть границы маркерных отметок.
  3. Используйте инструмент для обрезки и очистки отверстий, если это необходимо.
  4. Если вы устанавливаете дополнительный навес/щит для защиты от дождя, отрежьте его по размеру и закрепите на месте горячим клеем.
  5. Прикрепите кабель от камеры к модулю камеры (следуйте инструкциям, прилагаемым к вашей камере).
  6. Используйте горячий клей для надежного крепления модуля камеры - старайтесь избегать приклеивания к компонентам модуля, это упростит удаление камеры из коробки позже.
  7. Поместите все в коробку.
Совет. Просверлите дополнительное отверстие в коробке и закройте его сеткой для обеспечения вентиляции. Если вы оставите камеру на солнце в течение какого-то времени, рекомендуется сделать так, чтобы был доступ воздух в контейнер для охлаждения Raspberry и особенно аккумулятора.

Шаг 4. Настройка Raspberry Pi

Если вы уже знакомы с малиной Pi, этот шаг, вероятно, будет вам не интересен и вы можете его пропустить.

Установка операционных систем:

  • Windows
  • MacOS
  • Linux
Примечание. Мы используем изображение MotionEyeOS, поэтому вам не нужно скачивать Raspbian.

Чтобы настроить свою Raspberry Pi, выполните следующие действия:

  1. Вы можете загрузить последнюю версию файла изображения MotionEyeOS из своего GitHub.
  2. После того как вы загрузили изображение, вам нужно его извлечь, для этого используйте winRAR или другие программы.
  3. Вставьте карту MicroSD в компьютер и запишите файл изображения. Если у вас Windows используйте Win32DiskImager.
  4. После завершения записи изображений извлеките карту MicroSD из своего компьютера, вставьте в Raspberry Pi и затем включите ее.
  5. Как только Pi включится и загрузится (как правило, занимает около 30 секунд), к нему можно получить доступ через веб-браузер, вам просто нужно узнать имя хоста или IP-адрес, а затем ввести его в адресную строку браузера.
Примечание. Вы хотите подключить кабель Ethernet RJ45 от Pi к маршрутизатору для первоначальной настройки, в этом случае будет проще сделать сначала это, а затем настроить соединение Wi-Fi.

Легкий способ найти IP-адрес Pi - это консоль управления веб-маршрутизатором. Обычно это делается путем ввода его IP-адреса в адресной строке веб-браузера (например, http://192.168.0.1).

Шаг 5. Настройка MotionEyeOS

На данный момент вы создали свой бокс, подготовили SD-карту Pi, включили все и получили доступ к веб-консоли MotionEyeOS. Пришло время настроить MotionEyeOS в соответствии с вашими требованиями. Ссылки на библиотеку на GitHub мы приводили выше.

Когда вы сначала пытаетесь войти в систему MotionEyeOS, вам будет предложено ввести учетные данные, по умолчанию используется имя пользователя: admin и пароль по умолчанию: --blank--.

Веб-интерфейс достаточно интуитивно понятен, поэтому у вас не должно быть особых проблем:

  1. Рекомендуется установить пароль для двух учетных записей по умолчанию (Admin и User).
  2. Установите правильный часовой пояс, чтобы на мультимедийных файлах была установлена ​​правильная отметка времени.
  3. Включите Wi-Fi и введите свои учетные данные Wi-Fi, вам не нужно подключаться к кабелю Ethernet.
  4. Установите желаемую частоту кадров камеры и разрешение (например, 1-10 кадров в секунду и 1920x1080).
  5. Установите хранилище файлов - оставьте по умолчанию, если используете SD-карту, измените, если используете USB-накопитель.
  6. Вы можете выбрать, нужно ли записывать неподвижные изображения (фото) или видео или оба варианта одновременно.

Поскольку у нас будет скрытая камера для съемки животных, мы будем использовать функцию «Обнаружение движения». Это позволяет событию "движение" инициировать захват и запись изображений и/или видео. Обнаружение движения достигается путем обнаружения изменений в пикселях изображения камеры с учетом различных параметров, которые можно настроить.

Мы используем следующие настройки обнаружения движения - ниже, но предлагаем вам поиграть с опциями до тех пор, пока вы не найдете то, что работает для вас, поскольку каждый сценарий немного отличается:

  • Frame Change Threshold = 1.5%
  • Auto Noise Detection = Off
  • Noise Level = 12%
  • Light Swith Detection = 0% (disabled)
  • Despeckle Filter = Off
  • Motion Gap = 5 seconds
  • Captured Before = 5 frames
  • Captured After = 10 frames
  • Minimum Motion Frames = 5 frames

MotionEyeOS также предоставляет вам возможность включить маску обнаружения, что позволяет исключить области изображения из обнаружения движения.

После того, как вы закончите вносить изменения в настройки, нажмите кнопку «Применить», для обновления потребуется около 10-20 секунд. Обратите внимание, что некоторые изменения потребуют перезагрузки Pi.

Шаг 6. Размещаем камеру

Теперь, когда вы настроили саму Raspberry Pi камеру, пришло время ее разместить. Как вы это сделаете, во многом будет зависеть от того, что вы пытаетесь снять. В нашем случае мы покрыли камеру ветками. Наш "тайник" хорошо сливается с природой и не пугает животных. Но можно использовать, например, камуфляжную упаковку.

Обязательно закройте как можно большую часть коробки, но не заслоняйте объектив. Если вы используете инфракрасные светодиоды для ночного видения, вам также нужно убедиться, что вы их не закрыли.

Длительность работы камеры во многом будет зависеть от емкости используемой батареи и есть ли у вас какие-либо дополнительные элементы, потребляющие электроэнергию (то есть ИК-светодиоды, USB-накопитель и т.п.).

Стоит также скачать, что MotionEyeOS дает вам возможность просматривать захваченные изображения и видео прямо из веб-интерфейса, что довольно удобно. Он также позволяет загружать отдельные мультимедийные файлы и сохранять их на свое устройство для последующего просмотра и совместного использования.