ラズパイのカメラモジュールに赤外線LEDモジュールを追加して夜間撮影

カメラモジュール

以前に購入したKumanのRaspberry Pi用のカメラモジュールにHomylの赤外線LEDモジュールを追加して日中及び夜間の撮影をしてみた時の備忘録。

最初に購入したのがこちらの日中と夜間モードが切り替えられるKumanのRaspberry Pi用カメラモジュール。

左手手前にフォトレジスタ（光センサー）があり日中と夜間モードが自動的に切り替わる。

また左右に４箇所（左手前はフォトレジスタに隠れていて見えない）に赤外線LEDまたはフラッシュLEDが接続可能な端子があったので別に購入した赤外線LEDを接続してみた。

スペック

カメラのスペックは以下の通り。

赤外線LED

続いてHomylの赤外線LED（２個セット）を追加で購入した。

これをカメラの両端にビスとナットで固定する。

スペック

スペックは以下の通り。

接続

赤外線LEDに付属のビスとナットでカメラと接続をしてラズパイに接続した所。

周囲を暗くすると赤外線LEDがうっすらとピンク色に光っているように見える。

赤外線は目に見えないはずなので可視光も出しているのだと思う。

接続と有効化

カメラモジュールとラズパイとの接続はこちらの記事を参照して欲しい。

またRaspberry Piの設定にてカメラを有効化する必要があるのだがそれについてもこちらの記事を参照して欲しい。

プログラム

静止画像の撮影や動画の撮影は下記のコマンドで撮影が可能。

それぞれcamera.jpgとvideo.h264のファイルに保存する。

また-t 10000は１０秒を表している。

静止画：raspistill -o camera.jpg
動画：raspivid -o video.h264 -t 10000

Pythonの動画撮影用のテストプログラムも載せておく。

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sun Aug 23 10:49:21 2020

赤外線LEDカメラのテスト
@author: Souichirou Kikuchi
"""

from picamera import PiCamera
import datetime as dt
import os
from time import sleep

INTERVAL = 10 # 録画時間

class  InfraredCameraClass: # 赤外線LEDカメラのクラス
    def __init__(self):
        self.camera = PiCamera()

    def start_recordings(self): # 録画開始
        __time_stamp_file =  "{0:%Y-%m-%d-%H-%M-%S}".format(dt.datetime.now()) # 日付時刻をセット
        self.save_file_path = "video" + __time_stamp_file + ".h264" # ディレクトリ、ファイル名をセット
        self.camera.annotate_text = __time_stamp_file # 映像上部に表示 
        self.camera.annotate_text_size = 24 # 録画画像上部に表示される注釈文字のサイズ
        self.camera.start_recording(self.save_file_path) # 指定pathに録画
        return True 

    def stop_recordings(self): # 録画終了
        self.camera.stop_recording() # 録画終了
        return True 

    def close_camera(self): # カメラクローズ
        self.camera.close()

#main
try:
    if __name__ == "__main__":
        print('---program start ---')
        os.chdir(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) # カレントディレクトリをプログラムのあるディレクトリに移動する
        infr_camara = InfraredCameraClass()
        rec = infr_camara.start_recordings() # 録画開始
        sleep(INTERVAL)
        rec = infr_camara.stop_recordings() # 録画終了
except KeyboardInterrupt:
    pass
finally:
    infr_camara.close_camera()
    print('---program end ---')

撮影結果

静止画と動画でそれぞれ昼と夜で同じ場所を撮影した。

静止画

昼間

昼間の自然光での本棚、距離８０ｃｍ。

昼間の自然光での道路を撮影、道路までの距離は約６ｍ。

夜間

夜間の本棚（距離８０ｃｍ）。

「Pythonで始める機械学習」やOrallyの「ゼロから始めるDeep Learning」など赤色の背表紙の文字が読み取りにくくなっている一方、白地に黒の文字ははっきりと読み取れる。

夜間の道路。

左手前に白く見えるのはウッドデッキの手すり。

雨が降っていた事もあり１Wの赤外線LEDではかなり厳しい状況。

動画・昼夜比較

昼夜の動画での比較。

約６ｍの距離と２．８ｍの距離とで比較をしている。

また夜は雨が降っていたのでビニール傘をさしているので若干同じ条件では無い。

やはり６ｍの距離では薄っすらと輪郭が見える程度だ。

通常のカメラでは真っ暗で何も映らないのでそれに比べれば写っている方なのかも知れないが、はっきりと輪郭が映るのはおよそ３ｍ～４ｍの距離までだと思う。

もし夜間に動物などを撮影したいのであれば３ｍ以内の距離にするか赤外線LEDの電力をもう少し上げる必要があると思う。

以上で今回の記事を終了とする。

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