RaspberryPiZeroを用いた監視カメラ

1. Raspberry Pi Zero
で、監視カメラ
静止画を用いた動体検知
2018/06/23 第5回 Python勉強会@仙台

2. つかったもの
• Raspberry Pi Zero W
• Kuman カメラモジュール Raspberry Pi用 カメラマウント
• Raspbian GNU/Linux 9 (stretch)
• Python 2.7.13
• OpenCV 2.4.9.1
• Python2系ならaptでインストール可能
https://docs.opencv.org/master/d2/de6/tutorial_py_setup_in_ubuntu.html
• Flask 1.0.2
• Webフレームワーク 撮影した画像の確認ページを表示

3. 監視カメラの動作
• 1秒おきに静止画を撮影
• 前回撮影した画像との差分から、動体を検知
• 動体を検知した場合は、画像を保存
• 動体なしなら、画像は保存せずに破棄

4. 動体検知のしくみ OpenCVで画像処理
フレーム間差分法
1. カメラモジュールで撮影した静止画をグレースケールで展開
2. メディアンフィルタでノイズ除去
3. 2値化
4. 1秒前に撮影した静止画と比較
5. 比較結果の差分が閾値以上ならば動体ありと判定

5. 監視してみた その１
• 1秒前の静止画との差分画像
• 白色が差分、差分が閾値以
上なら動体検知

6. 監視してみた その２
スズメの侵入を検知！！

7. 監視してみた その３ 失敗例
風で木が一斉に揺れて、複数カ所
の影が動き、差分が閾値を超えて
動体と判断ミス
背景が動きやすい場所は不利

8. Raspberry Pi Zeroに実装 やってみてわかったこと
• フレーム間差分を1秒以下にできない
• 今回のロジックだと、差分を取得するまでの処理時間が1秒弱
• もっと詳細な動きを判定したいならRaspberry Pi 3など使ったほうがよさそう
• SDカードの書き込みが遅い
• 画像の書き込みに2秒以上かかっていた
• 動体検知と同一スレッドだと、画像の書き込み中は、動体検知が停止
• マルチスレッドにし、画像の書き込みは別スレッドで実行して回避

9. 撮影した画像の確認ページ
Raspberry Pi Zeroにnginx+uWSGI+Flaskで実装

10. 動体検知の通知 LINE Notify
• POSTでLINEにメッセージを送れるサービス

11. 課題
• 監視対象が動き続けると、通知が激しく連呼される
• LINE Notify の回数制限にひっかかる
• 山の中での検知に失敗したように、状況に合わせたロジックがほしい
• Raspberry Piから直接通知を避け、通知専用サーバがあるといいかも

12. 以上。