ラズベリーパイ & USBカメラで動作する赤ちゃんカメラです。ラズベリーパイは、H.264をGPUでハードウェアエンコードできるモデルを推奨します。

以下の機能を持ちます。

本ソフトウェアは5つのDockerコンテナで構成されてします。

エンコーダー、録画、Youtube Liveへの配信にはFFmpegを使用しています。
ストリーミングサーバーにはmediamtx(https://github.com/bluenviron/mediamtx)を使用しています。

本ソフトウェアの機能ブロック図を以下に示します。

事前に以下のライブラリをインストールしてください。

• Docker
• docker-compose
• V4L2
• v4l2loopback
• ALSA

V4L2、v4l2loopback、ALSAは、例えばUbuntuなら以下の方法でインストールできます。

$ sudo apt install v4l-utils v4l2loopback-dkms alsa-utils

USBカメラが、どのビデオデバイス、オーディオデバイスに接続されているか確認します。

• ビデオデバイスの確認

$ v4l2-ctl --list-devices

出力の例

...(省略)
HD Pro Webcam C920 (usb-0000:01:00.0-1.1):
        /dev/video0
...(省略)

→ /dev/video0に接続されています。

• オーディオデバイスの確認

$ arecord -l

出力の例

**** List of CAPTURE Hardware Devices ****
card 3: C920 [HD Pro Webcam C920], device 0: USB Audio [USB Audio]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

→card=3のdevice=0に接続されています。

※この手順は、OSが再起動されるたびに必要です。

本ソフトウェアは2つのコンテナがビデオデバイスに同時に使用します。しかし1つのビデオデバイスには1つのプロセスしか使用できないため、仮想ビデオデバイスを2つ作成してそこに映像を流し、各プロセスが仮想ビデオデバイスを使用できるようにします。

参考: Linuxでウェブカメラを同時に複数のアプリケーションから使う (v4l2loopback)

以下のコマンドで、仮想ビデオデバイスを2つ作成します。

$ sudo modprobe v4l2loopback devices=2

作成されたビデオデバイス名を確認します。

$ v4l2-ctl --list-devices

出力の例

...(省略)
Dummy video device (0x0000) (platform:v4l2loopback-000):
        /dev/video2
  
Dummy video device (0x0001) (platform:v4l2loopback-001):
        /dev/video3
...(省略)

→ /dev/video2と/dev/video3に作成されました。

まず、Webブラウザで映像を確認するときの、ページの背景画像を、お好みの画像に変更します。以下のパスの画像ファイルを上書きしてください。

./webrtc/static/images/wallpaper.png

また、その他のデザインも変更したい場合は、以下のhtmlファイルを編集してください。

./webrtc/read_index.html

続いて、本ソフトウェアのDockerイメージをビルドします。本ソフトウェアは全てのコンテナが共通のイメージを使用します。

$ docker-compose build --no-cache

→ babycam:1.0というイメージが作成されます。

docker-composeのymlファイルを開き、設定値を必要に応じて変更してください。

• devices

  • /dev/video0は、2.2節で確認したビデオデバイス名です。
  • /dev/video2、/dev/video3は、2.3節で確認した仮想ビデオデバイス名です。

• environment

• devices

  • /dev/video2は、2.3節で確認した仮想ビデオデバイス名のうちの1つ目です。
  • /dev/video11は、ラズベリーパイで動画をH.264でGPUエンコードするときに必要な設定です。必要に応じて変更してください。
  • /dev/sndはオーディオデバイスです。

• environment

• devices

  • /dev/video3は、2.3節で確認した仮想ビデオデバイス名のうちの2つ目です。

• environment

• environment

以下のコマンドで起動します。

$ docker-compose up -d

Webブラウザでhttp://{IPアドレス}:8889/baby_cameraにアクセスすれば、以下のようにカメラの映像を確認できるようになります。

以下のコマンドで停止します。

$ docker-compose down

以下のコマンドで起動します。

$ docker-compose -f docker-compose_motion_detection.yml up -d

動体を検知した場合、以下に録画ファイルを保存します。

./recorded_videos

以下のコマンドで停止します。

$ docker-compose -f docker-compose_motion_detection.yml down

まず初めに、YouTubeでライブ配信を有効にし、ライブ配信の画面を開きます。
このとき、「配信方法」は「エンコーダ」を設定してください。

参考: https://support.google.com/youtube/answer/2474026?hl=ja&co=GENIE.Platform%3DDesktop&oco=0

続いて、ライブ配信の画面の左下の方から、ストリームキーとストリームURLを取得し、docker-compose_youtube_live.ymlのenvironmentに設定してください。

ライブ配信画面で、お好みでその他の設定を完了したら、以下のコマンドでライブ配信を開始します。

$ docker-compose -f docker-compose_youtube_live.yml up -d

以下のコマンドで配信を停止します。

$ docker-compose -f docker-compose_youtube_live.yml down

ログは以下のコマンドで確認できます。

$ docker logs {コンテナ名}

　2章のソフトウェアを、管理サーバー(Webページ)から起動・停止できるようにします。また、ラズベリーパイの起動時に、管理サーバーを自動起動するように設定します。

以下のライブラリをインストールしてください。

• Python3
• streamlit

streamlitはpipでインストールします。

$ pip3 install streamlit

まず、baby_camera.pyを開き、2.6.1項のストリーミングサーバーへの接続先を、変数CAMERA_LINKに設定してください。

import subprocess
  
import streamlit as st
  
  
# カメラ(WebRTC)へのリンク
CAMERA_LINK = "http://raspberrypi.local:8889/baby_camera/"

続いて、以下のコマンドで管理サーバーを起動します。

$ streamlit run baby_camera.py

管理サーバーを起動したら、http://{IPアドレス}:8501にアクセスし、以下の管理画面を開きます。

管理画面の起動・停止ボタンを押すことで、2章の各機能を起動・停止することができます。
また、サイドバーの「シャットダウン」ボタンを押すと、ラズベリーパイをシャットダウンします(root権限で実行しているときのみ機能します)。

　ラズベリーパイの起動時に、管理サーバーを自動起動するように設定します。
まず、baby_camera.serviceを開き、WorkingDirectoryとExecStartの/path/to/baby_cameraを、本ソフトウェアを実際に配置している絶対パスに変更してください。

続いて、以下のコマンドにより自動起動の設定をします。

$ sudo cp baby_camera.service /etc/systemd/system/
$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl enable baby_camera

自動起動の設定を解除する場合は、以下のコマンドを実行してください。

$ sudo systemctl disable baby_camera