Камера Raspberry Pi High Quality на 12 Мп: 5 вещей, которые нужно знать перед покупкой
Arducam разбирает пять самых частых вопросов о камере Raspberry Pi High Quality.
Здесь собрано подробное описание камеры — оно поможет точнее определиться с покупкой.
Содержание
- 1. Камера HQ в версии NoIR: как сделать её чувствительной к ИК
- 2. Широкоугольный объектив 6 мм для камеры Raspberry Pi HQ — всего 3 Мп?
- 3. Камера Raspberry Pi HQ на Jetson Nano и Jetson Xavier NX
- 4. Характеристики и возможности камеры Raspberry Pi HQ
- 5. Объективы M12 для камеры Raspberry Pi HQ: широкоугольные и даже «рыбий глаз»
1. Камера HQ в версии NoIR: как сделать её чувствительной к ИК
В камере HQ стоит ИК-фильтр: он отсекает инфракрасное излучение, чтобы «снимки на улице выглядели естественнее». У обычной бескорпусной камеры чувствительность к ИК зависит от объектива, точнее — от ИК-фильтра в его нижней части. У камеры Raspberry Pi HQ фильтр приклеен к держателю объектива, который официально называется «основным корпусом». Такая конструкция похожа на модули камер Arducam с переключаемым ИК-фильтром, только здесь фильтр не переключается.
Изменить чувствительность камеры HQ к ИК можно двумя способами: заменить держатель объектива (основной корпус) целиком или снять фильтр по официальной инструкции. Ни один из способов не идеален, и вот почему.
Замена крепления объектива
Во-первых, если вы снимаете штатный корпус и ставите вместо него новый держатель объектива, его нужно надёжно прикрутить к плате камеры через монтажные отверстия. Но у камеры HQ, судя по всему, нестандартное расстояние между отверстиями — около 24–25 мм, так что готовой замены на рынке, скорее всего, нет. Держатель можно напечатать на 3D-принтере, но он получится заметно менее прочным.
Снятие ИК-фильтра
Во-вторых, если снимать приклеенный к основному корпусу фильтр вручную по официальной инструкции, можно лишиться гарантии и открыть сенсор для пыли. Arducam заметила и ещё один побочный эффект: когда корпус снимают ради фильтра, его легко немного сдвинуть, и держатель объектива уже не будет строго по центру.
Итог: готового решения для задач NoIR, как у камер V1/V2, здесь нет. Придётся выбирать сторонних производителей, которые выпускают совместимые с Raspberry Pi модули камер на IMX477, например Arducam.
Решения Arducam для камеры HQ на IMX477 в версии NoIR
Есть два варианта:
- заказать изготовление версии NoIR (без ИК-фильтра) — напишите нам на quote@arducam-russia.ru;
- взять модуль камеры High Quality от Arducam с переключаемым ИК-фильтром — он позволяет гибко управлять чувствительностью к ИК.
- Камера Arducam High Quality с переключаемым ИК-фильтром для Raspberry Pi: 12,3 Мп, 1/2.3", модуль 477P HQ с объективом CS 6 мм, для Pi 4B, 3B+, 2B, 3A+, Pi Zero и других
2. Широкоугольный объектив 6 мм для камеры Raspberry Pi HQ — всего 3 Мп?
На недорогом объективе, который рекомендуют для камеры HQ, стоит метка 3MP, и в сообществе это вызвало много споров. Но это неизбежный компромисс ради баланса цены и качества.
Откуда берутся объективы для камеры HQ
Можно с уверенностью сказать: ни один производитель не станет выпускать объектив с креплением CS специально для камеры Raspberry Pi HQ. На фоне огромного рынка видеонаблюдения это слишком мелкая ниша.
Даже если кто-то и нацелится на этот сегмент, конечный продукт выйдет неоправданно дорогим. Для экосистемы Raspberry Pi он окажется слишком дорогим и будет проигрывать по популярности другим совместимым объективам, так что сама идея нежизнеспособна.
Поэтому недорогой объектив CS для камеры HQ разумнее всего взять из другой области — из систем видеонаблюдения (CCTV). Там объектив с высоким разрешением почти ничего не даёт: большинство записей видеонаблюдения идут в 720p, 1080p и 2K, то есть 1, 2 и 3 Мп. Метка 3MP означает, что объектив рассчитан на камеру с записью видео до 2K, и для такой задачи это вполне достойно.
Метка разрешения не равна оптическим характеристикам
С другой стороны, метка 3MP на объективе вовсе не означает, что с любым сенсором картинка будет на уровне 3 Мп. С тем же объективом и камерой более высокого разрешения изображение всё равно будет лучше. Arducam выпускает целую линейку MIPI-камер для Raspberry Pi от 0,3 до 18 Мп и, по её опыту, для большинства совместимых с Raspberry Pi камер объектив не становится серьёзным ограничением.
Коротко: кому-то кажется бессмысленным продавать объектив с меткой 3MP для камеры на 12 Мп. Но вряд ли многие согласятся покупать к модулю камеры объектив C/CS на 12 Мп, который в десять раз дороже самой камеры.
3. Камера Raspberry Pi HQ на Jetson Nano и Jetson Xavier NX
Официальная камера Raspberry Pi HQ не работает с платформой Jetson напрямую
Jetson Nano вышел со штатной поддержкой Raspberry Pi Camera V2, поэтому многие решили, что и новая камера HQ заработает с Nano. Так ли это? Раньше — нет, но после недавних обновлений драйвера IMX477 работает с Jetson Nano и Jetson Xavier NX.
Однако официальную камеру Raspberry Pi HQ нельзя просто подключить к Jetson и сразу работать: сначала нужно самостоятельно выпаять резистор с её платы, иначе камера не заработает.
Модули камер Arducam IMX477 High Quality для Jetson Nano и Xavier NX
Если не хочется дорабатывать железо и нужен более простой способ работать с IMX477, посмотрите модули камер IMX477 от Arducam: они работают без аппаратных доработок и дают больше гибкости.
- Мини-камера Arducam High Quality с объективом M12: 12,3 Мп, 1/2.3", модуль 477P HQ для NVIDIA Jetson AGX Orin, Orin Nano и Orin NX
- Полный комплект Arducam High Quality Camera: модуль IMX477 HQ 12,3 Мп 1/2.3" с объективом CS 6 мм, металлическим корпусом, штативом и адаптером-удлинителем HDMI для NVIDIA Jetson Nano, Xavier NX, Orin NX и AGX Orin
- Камера Arducam High Quality: 12,3 Мп, 1/2.3", модуль 477P HQ с объективом CS 6 мм для NVIDIA Jetson AGX Orin, Orin Nano и Orin NX
Поначалу камеру Raspberry Pi HQ нельзя было использовать с Jetson Nano по простой причине — не было драйверов. Писать драйверы для сообщества Jetson Nano у Raspberry Pi Foundation попросту нет причин.
К счастью, драйвер для IMX477 уже вышел, он есть и на GitHub Arducam. Работу IMX477 на платформе Jetson с модулями камер Arducam IMX477 показывает видео на YouTube.
4. Характеристики и возможности камеры Raspberry Pi HQ
Основные характеристики камеры Raspberry Pi HQ
| Камера Raspberry Pi HQ | |
|---|---|
| Размеры | 38 × 38 × 18,4 мм (без объектива) |
| Разрешение | 12,3 Мп, 4056 (Г) × 3040 (В) |
| Частота кадров | 1080p при 30 к/с, 720p при 60 к/с, 640 × 480 при 60/90 к/с |
| Поддержка в Linux | Есть драйвер V4L2 |
| Сенсор | Sony IMX477 |
| Оптический формат | Тип 1/2.3" |
| Размер сенсора | 6,287 × 4,712 мм (диагональ 7,9 мм) |
| Размер пикселя | 1,55 × 1,55 мкм |
| Кроп-фактор | 5,6 |
| Фокусное расстояние | Зависит от объектива |
| Угол обзора по горизонтали | Зависит от объектива |
| Угол обзора по вертикали | Зависит от объектива |
| Диафрагма (F-число) | Зависит от объектива |
HDR сенсора IMX477 не поддерживается
HDR — одна из главных возможностей IMX477. Сенсор использует технологию DOL-HDR (Digital Overlay HDR — цифровое наложение кадров). В режиме DOL-HDR IMX477 выдаёт в одном цикле HDR-кадра несколько кадров с разной экспозицией.
Например, в режиме DOL-HDR с двумя кадрами два по-разному экспонированных кадра чередуются построчно: одна и та же строка снимается с разным временем экспозиции. Внешний ISP объединяет их в изображение с более высоким контрастом, и HDR-снимок выглядит ближе к тому, что видит человеческий глаз.
Нет 1080p при 60 к/с и видео 4K
К сожалению, ISP графического ядра VideoCore IV в Raspberry Pi разработан много лет назад и с тех пор почти не менялся, поэтому HDR он не поддерживает. По той же причине кодер H.264 справляется только с 1080p при 30 к/с — это заметно отстаёт от распространённого сегодня H.265 4K при 30 к/с.
Для сравнения: Jetson Nano и Jetson Xavier NX с IMX477 поддерживают видео 4K и 1080p при 60 к/с. Кроме того, Arducam выпускает адаптер, который превращает камеру Raspberry Pi HQ в веб-камеру с режимами 1080p при 60 к/с, 2K при 30 к/с, 4K при 20 к/с и 12 Мп при 10 к/с.
5. Объективы M12 для камеры Raspberry Pi HQ: широкоугольные и даже «рыбий глаз»
Arducam часто слышит от пользователей дронов, что объективы с креплением CS или C для их задач слишком громоздкие. Им нужен объектив поменьше — лучше всего объективы M12, с которыми они уже работали на камерах серии Arducam IMX219.
Пока лучшее решение для официального модуля — переходник с крепления CS на M12. С ним на модуль камеры HQ можно установить объектив M12.
Arducam выпускает такие переходники и проверила их со многими своими объективами M12. Ниже — рекомендации Arducam для тех, кто хочет ставить объективы M12 на IMX477.
Но установить объектив M12 — ещё не всё. У небольших объективов M12 оптический формат меньше, и круг изображения может не перекрыть всю площадь сенсора — по углам кадра появятся тёмные неэкспонированные области. Как подбирать объектив к сенсору, читайте на этой странице.
Поэтому в Arducam несколько дней отбирали и тестировали объективы M12 с разным фокусным расстоянием, чтобы найти наиболее подходящие для камеры HQ, — так пользователям не придётся разбираться с совместимостью.
Способ проще — модуль камеры Arducam IMX477 High Quality с объективом M12
Arducam выпустила новый вариант камеры High Quality. Он сделан в том же форм-факторе, что и Raspberry Pi Camera Module V2, и оснащён объективом M12.
Подробнее — в статье «Модуль камеры IMX477 размером с RPI-CAM-V2 для Raspberry Pi».
- Мини-модуль камеры Arducam 477P High Quality на 12 Мп для Raspberry Pi и Pi Zero
Остались вопросы о камере Raspberry Pi HQ или есть пожелания к Arducam? Напишите нам на quote@arducam-russia.ru.
