如何构建覆盆子PI相机

在“建筑物覆盆子PI控制器”系列的第8部分中，读者将学习如何将相机板连接到覆盆子PI并向照片成像项目编写Python代码。

数码相机已成为智能手机和平板电脑此类电子产品上的普通设备。随着按钮，我们能够捕捉令人难忘的时刻，体育赛事和令人敬畏的制造商项目，以与家人和朋友分享。

在过去，建立一个基本的数码相机需要广泛的摄影知识和电子产品。今天，建立数码相机很容易作为覆盆子PI，相机板和少量的Python代码。

在这个项目中，您将学习如何构建覆盆子PI相机（PI相机）。构建PI相机的组件在零件列表中提供。在框图中提供的PI相机基本组件如图1所示。

图1：PI相机框图

零件清单

• 覆盆子PI（B，B +，PI2或PI 3）
• 覆盆子PI相机板V2 - 8百万像素
• 可调PI相机安装
• 玩具望远镜套件
• 三脚架
• 三手儿

在我们讨论PI相机的施工细节之前，让我们回顾数码相机基础知识。

数码相机基础知识

由于称为图像检测器的小集成传感器电路，数码相机背后的技术非常有趣。与普通的35mm相机不同，数码相机没有用于存储对象图像的摄影胶片。典型的数码相机可以捕获目标对象并使用数字技术将其记录为图像。

被称为带电耦合器件或CCD的小集成传感器捕获物体的反射光线并将它们转换为许多像素或图片元素。像素被转换为二进制数据并存储在相机内存中。图2总结了转换过程：

图2：图像探测器对象对象转换过程

通过使用CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器，已经改进了今天的数码相机图像探测器。

CMOS图像传感器通过CCD技术的优点是它们在对象到图像转换过程中的低功耗。CCD通常需要比CMOS图像传感器更多的功率。例如，500万像素CMOS图像传感器通常可以消耗200至400MW。通过使用电池的大多数手持式电子产品，这种功率的降低对消费者来说非常重要。CMOS的另一个优点是使用它的低学习曲线。CCD需要额外的电路支持，如ADCS和ADAL模拟IC等外部组件。此外，还需要复杂的定时信号，以提供用于图像转换的适当操作序列。CMOS传感器可以集成这么多的信号处理电路，即芯片可以简单地输出数字图像数据。既然我们对数码相机，CCD和CMOS图像传感器的基本了解，让我们为相机操作模式配置覆盆子PI。

PI相机配置

对于能够用作相机的Raspberry PI，需要启用其成像功能。幸运的是，Raspberry PI具有各种功能和功能，可以使用计算机的配置工具启用。

要获取Raspberry PI的配置工具，请在“$”提示符后，打开Lxterminal窗口会话并键入以下Linux命令：

sudo raspi-config

图3显示了Linux的Lxterminal窗口会话sudo raspi-config屏幕上显示的命令：

图3：打开覆盆子PI配置工具使用苏达raspi.-Config.Linux.命令

在键入配置工具命令并击中Enter键后，显示屏的屏幕上将显示一个新窗口，如下所示。使用键盘上的向下箭头，S.选出“启用相机”选项：

图4：打开配置工具内的覆盆子PI相机功能

使用选择后，配置工具将询问您是否希望选项启用：

图5：在配置工具中启用覆盆子PI相机

保存相机功能的最后一步是重新启动覆盆子PI：

图6：通过重新启动覆盆子pi来保存相机功能

您的Raspberry PI相机功能已准备就绪。恭喜！您现在可以构建您的PI相机。

以下部分将为建筑和测试PI相机提供建筑说明。

建立PI相机

既然在Raspberry PI上启用了相机功能，请让我们将相机模块连接到它。基本上，相机模块易于连接到覆盆子PI。

在PI上，有两个连接器：一个用于LCD和另一个相机模块。您可以将相机模块的平板电缆插入标有CSI（相机）的微小连接器，如下图所示。

图7：相机的平板电缆插入板载连接器中

使用连接到覆盆子PI的相机模块，您可以测试设备电气连接。键入以下Linux命令，在Lxterminal窗口中拍摄简单的图片。

Raspistill -o Image.jpg.

名为“image.jpg”的图片将存储在raspberry pi的home / pi目录中。这是用覆盆子pi拍摄的图片的一个例子。

图8：用覆盆子pi捕获的杀手励磁电路图片

如果您有存储在Raspberry PI的Home / PI目录中的图像，那么很棒！如果没有，请检查色带电缆连接并重复测试。

为了增强PI相机的安装功能，相机可以连接到安装座。Adafruit PI相机安装用于支撑成像传感器，如图9所示：

图9：相机使用四个紧固件连接到安装座

使用四个紧固件将相机连接到安装座。通过将支架重新定位到适当的插槽，可以改变相机角度的调整。

构建的下一阶段需要将相机模块连接并将组件安装到三脚架或支撑架结构。

由于三脚架不在手上，我决定使用我的三手三手手。我仔细地使用其中一个鳄鱼夹将相机安装组件连接到第三手。接下来，我将第三只手放在覆盆子PI的顶部，以使相机正确的视角高度。

图10：作者的家用布雷德三脚架使用了三手三手

使用Raspistill.Linux命令，我能够拍照我的PIC微控制器拍摄LED闪光灯项目。

图11：PIC微控制器-SNAP电路LED闪光灯项目由作者的PI相机捕获

为了改善PI相机的外观，我决定将成像模块插入玩具望远镜套件内（因为我有一个由Galt玩具制作的多光学套件，在我的实验室中铺设）。再次，我们只是使用望远镜作为相机的便利外壳。如果您实际上想要光学放大倍率，则需要相对于望远镜的焦距正确地定位相机。

接下来显示了这种新的PI相机设计的概念。

图12：PI相机版本2：相机模块插入玩具望远镜内部

使用图12中的概念绘图，您可以在玩具望远镜内插入相机模块。将模块尽可能靠近镜头。出于参考，下面的图像显示了我的相机模块的组装在玩具望远镜内。

图13：作者的相机模块插入了玩具望远镜内部。请注意模块到玩具望远镜镜头的位置和方向。

使用插入玩具望远镜内部的相机模块，可以使用三脚架，三手三手或警务来将成像装置安装到适当的观察高度。您可能需要对安装组件进行微小的调整，以确保您可以使用PI相机采取最佳的照片。

图14：作者的新型PI相机使用了玩具望远镜。Panavise有助于支持新相机。

接下来，Python代码。

PI相机Python代码

虽然PI相机可以使用有效的照片Raspistill.命令，可以使用Python创建小型摄像头脚本。在可以编码摄像机脚本之前，需要在覆盆子PI上安装Picamera库。添加Picamera库的第一步是使用以下Linux命令获取Raspbian更新：

sudo apt-get更新

图15：更新Raspbian操作系统

一旦完成更新，您可以使用以下内容的Linux命令安装Raspberry Pi Picamera库：

sudo apt-get安装python-picamera python3-picamera

图16：安装帕米拉图书馆

几分钟后，安装过程完成。

图17：这帕米拉安装库

使用Picamera库安装到Raspberry Pi上，可以使用Python编写相机脚本。

如清单1所示，PI相机代码非常简单，脚本长度短。

在“$”提示之后键入linux命令打开lxterminal编辑器：sudo nano.。键入清单1中显示的代码，并将文件保存为sim_camera.py。这些文件也可以通过单击下面显示的代码按钮下载到笔记本计算机或台式电脑。

将一个对象放在PI相机前面并键入Linux命令sudo python sim_camera.py.py.进入lexterminal窗口。您应该简要地看到显示器屏幕上的对象的图像。查看“foo.jpg”文件名下的图片的raspberry pi的主页/ pi目录。

我用PI相机拍摄的图片如图18所示：

图18：作者的PIC微控制器 - 卡扣LED闪光灯电路采用PI相机拍摄

要在操作中显示PI相机，我提供了下面的小型视频剪辑：

你现在有一个工作的raspberry pi相机。良好的工作！下次，我们将使用覆盆子pi构建Brickpi机器人！

清单1. Picamera Python代码＃***************************************＃* picamera *＃* Don Wilcher * * 2016年7月1日*＃* *＃* picamera *＃*将拍照并将其存储在*＃*您的Python主目录文件中。*＃* *＃***************************************＃包括从时间的Python库从Picamera导入Picamera＃设置摄像机属性Camera = Picamera（）Camera.Resolution =（1024,768）Camera.start_preview（）#camera热身时间睡眠（2）＃捕捉图像名为'foo.jpg'相机.capture（'foo.jpg'）＃图片已被拍摄打印（“拍摄的”照片“）

为自己提供这个项目！得到bom。