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Motionを使ったRaspberry Pi Zero監視カメラ(失敗)

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Raspberry Pi Zeroに接続したカメラで監視カメラシステムを構築する方法

(結論: Raspberry Pi Zeroではストリーミングでのフレームレートが1FPS、SDカード上に記録された動画でも320×240で10FPS程度が限界と思っていたような性能がでませんでした。残念) -> omxmotionで性能を改善した記事はこちら

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1 下準備
2 Motionのインストール
3 Motionの設定
3.1 モジュールの確認
3.2 motion.conf設定
4 ストリームサーバ起動
5 性能問題

下準備

Raspberry Pi Zeroへのカメラモジュールの接続とraspividによるビデオキャプチャまでは別記事を参照

Motionのインストール

今回はMotionというプログラムで監視カメラシステムを構築してみます。Motionは動きを検出した前後の画像キャプチャやWebからの現在画像の確認などセキュリティカメラやベビーモニタを構築するために必要な機能を提供してくれます。

aptで簡単にインストール可能です

% sudo apt install motion

Motionの設定

続いて必要な設定を行っていきます。今回はMotionプログラムの実行はコマンドラインから行い、サービスによる自動起動の設定は行っていません

モジュールの確認

bcm2835_v4l2モジュールがロードされていることを確認します

% lsmod | grep bcm2835_v4l2
bcm2835_v4l2           45056  0

されていなければモジュールをロードします

% sudo modprobe bcm2835-v4l2

motion.conf設定

motion.confを設定します。

最初に接続されたカメラの仕様をv4l2-ctlコマンドで確認します

% v4l2-ctl -V
Format Video Capture:
        Width/Height      : 1024/768
        Pixel Format      : 'JPEG' (JFIF JPEG)
        Field             : None
        Bytes per Line    : 0
        Size Image        : 786432
        Colorspace        : JPEG
        Transfer Function : Default (maps to sRGB)
        YCbCr/HSV Encoding: Default (maps to ITU-R 601)
        Quantization      : Default (maps to Full Range)
        Flags             :

/etc/motion/motion.confを直接編集してもいいですが、サービスとして起動する予定がないため、カレントユーザのホームディレクトリにmotion.confをコピーして使用します

% mkdir ~/.motion
% cp /etc/motion/motion.conf .motion/

次にファイルを編集します

% nano .motion/motion.conf

--- /etc/motion/motion.conf
+++ .motion/motion.conf
@@ -22,7 +22,7 @@


 # Use a file to save logs messages, if not defined stderr and syslog is used. (default: not defined)
-logfile /var/log/motion/motion.log
+logfile /home/pi/Motion/motion.log

 # Level of log messages [1..9] (EMG, ALR, CRT, ERR, WRN, NTC, INF, DBG, ALL). (default: 6 / NTC)
 log_level 6
@@ -76,14 +76,14 @@
 flip_axis none

 # Image width (pixels). Valid range: Camera dependent, default: 320
-width 320
+width 640

 # Image height (pixels). Valid range: Camera dependent, default: 240
-height 240
+height 480

 # Maximum number of frames to be captured per second.
 # Valid range: 2-100. Default: 100 (almost no limit).
-framerate 2
+framerate 10

 # Minimum time in seconds between capturing picture frames from the camera.
 # Default: 0 = disabled - the capture rate is given by the camera framerate.
@@ -401,7 +401,7 @@

 # Target base directory for pictures and films
 # Recommended to use absolute path. (Default: current working directory)
-target_dir /var/lib/motion
+target_dir /home/pi/Motion

 # File path for snapshots (jpeg, ppm or webp) relative to target_dir
 # Default: %v-%Y%m%d%H%M%S-snapshot
@@ -458,7 +458,7 @@
 stream_maxrate 1

 # Restrict stream connections to localhost only (default: on)
-stream_localhost on
+stream_localhost off

 # Limits the number of images per connection (default: 0 = unlimited)
 # Number can be defined by multiplying actual stream rate by desired number of seconds

ストリームサーバ起動

コマンドラインから起動します

% motion -n

次にホストのブラウザからhttp://raspberrypi.local:8081にアクセスして動画が見れることを確認します

性能問題

残念ながら自分の環境では満足な性能は得られませんでした。解像度は320x240、フレームレートは10fps程度が限界のように思います。Motionは結構CPUパワーが必要なようで、Pi 3やPi4ではもう少し性能がでると思いますが、Raspberry Pi Zeroでは実用には耐えれないようです

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