簡易ウェブ・カメラ・ システムの構築

第8章
安価な市販 USB カメラとパソコンで作る
簡易ウェブ・カメラ・
システムの構築
田中 俊生
Toshio Tanaka
製作したシステムの概要
いのウェブ・カメラです．
● 2 軸制御メカニズム
モータには，安価な模型用モータ・セット「ウォー
システムの全景を写真 1 に示します．「誰でも，ど
こでも，いつでも」使える 24 時間観測可能なウェ
ムギヤー ボックス HE」［㈱タミヤ］
（定価 850 円）を二
つ購入しました．モータとして RE − 260［マブチモー
ブ・カメラ・システムが目標です．市販の安価な
USB 接続の CMOS カメラ“WebCam5”を使い，カ
ター㈱］が付属しています．ギヤ比は，216 ： 1 と
336 ： 1 から選べて，トルク/回転数もそれに対応して
メラ画像をウェブ・サーバで公開します．三脚に取り
うんだい
付けた雲台をインターネットを通じて，パソコンや i
3.4 kg/48 rpm，5.4 kg/30 rpm となるので使い勝手が
良さそうです．
モード携帯電話からコントロールできます．
● 台座
■ システムに必要な機能
加工しやすい 0.8 mm 厚程度のアルミ板で製作しま
した．材料は数百円程度です．
システムを遠隔操作できるように，サーバ機能が必
要です．またモータ制御にはローカル I/O 制御機能が
● カメラ用三脚
必要です．これらは，前章で用意した Cygwin ＋
で安上がりです．三脚が不要ならアルミ板やアングル，
Apache による CGI や Java プログラムを修正して使い
ます．さらにカメラ画像を指定フォルダへアップロー
または木材などで台を作ってもよいと思います．
● Java によるパラレル I/O 制御
ドするプログラムが必要です．
おまけ機能として温度測定機能を設けました．現在
前章で準備したものを追加修正して使います．パラ
レル I/O 制御ボード自体はまったくそのまま使います．
のウェブ・カメラ周辺の温度を知ることが可能です．
ボードにモータ駆動用回路を付加し，制御用 Java プ
■ システムに必要な機器
ログラムを制作します．
● 温度センサ
● USB 接続の CMOS カメラ
クリエイティブメディア社の“WebCam5”
（実売価
「PIC − ADC 超小型計測アダプタキット」［㈱秋月電
子通商，K − 00108］を使いました．シリアル・ポー
格は約 5,800 円）を使いました．これは 30 万画素，最
ト経由で温度を読み出すことができます．
大 1677 万色，最大解像度 640 × 480 ピクセルで静止画
/動画をキャプチャできる USB1.1 対応のいわゆる
「USB カメラ」です．なお，フォーカスは手動調整です．
付属の「WebCam モニタ」ソフトウェアは，サー
バの既定のフォルダへ画像を連続アップロードできま
す．Cygwin ＋ Apache 環境ではすぐに使えるので，
近所のホーム・センタで 1,000 円程度で入手したの
ハードウェアの製作と準備
■ リモート雲台の製作
写真 2 はカメラ取り付け前の雲台です．
Windows 2000 Professional（以下 W2k）にはもってこ
Keywords
HTML，i アプリ，Java，Cygwin，PortIODriver，JNI，Java ネイティブ・インターフェース，SDK，DLPORTIO.dll，WebCam5，
雲台，WebCam モニタ，パラレル I/O 制御，TA7291P，温度センサ IC，LM35DZ，503i シリーズ，504i シリーズ，.jar，java クラ
ス・ファイル，.jam，ImageMagickStudio，convert.exe，WebCamLive!．
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2002 年 12 月号
特集＊ネットワークで広がるハード制御
● 使用部品
アルミ板
● 雲台の制御能力
制御といってもセンサなどを使って位置決めするわ
厚さ 0.8 mm，100 × 150 mm あれば十分です．それ
ぞれ 100 × 70 mm と 60 × 60 mm にカットし，前者を
けではありません．プログラムによる操作で 1 回に約
0.5 秒ずつ通電するだけの簡易な制御です．
上下動，後者を左右動に使います．図 1 を参考に加工
写 真 3 は上から見たもので，有効回転角度は約
してください．
プラスチック製パイプ・エンド
270 °
であり，およそ 45 °
ごとの 7 位置に制御できます．
写真中の数値をプログラムで指定します．
組み立て棚などに使われている物です．ホーム・セ
ンタで数十円程度です．
写真 4 は上下軸のおよその回転角を示しています．
上下軸の有効回転角度は約 40 °
で，20 °
ごとの 3 位置に
各種ねじ類
制御します．写真中の数値をプログラムで指定します．
M3 × 40 mm のねじとナット，直径 3 mm のゴム・
チューブ数 cm を使いました．三脚とカメラを接続す
上のアルミ板が下のアルミ板に接触して強制停止す
るのを利用して，上下動を制限しています．
るねじには，W1/4 ナット（ウイット・ネジ）を用意し
ます．これもホーム・センタで 100 円程度です．
■ モータ制御回路の製作
左右軸は，過回転しないように M3 のねじにゴム・
製作したウェブ・カメラ・リモート雲台やモータ制
チューブをはめて，ストッパ代わりにしています．ゴ
ム・チューブを使ったのは，荷重によりギアのバッ
御回路は，スイッチ＆ LED ボードの基板に追加しま
ク・ラッシュがなくなって回転できなくするのを防ぐ
ためです．
上下動
アルミ板
USB接続のCMOS
USB接続の
USB
接続のCMOS
CMOS
カメ “WebCam
カメラ
WebCam 5”
5
過回転防止ねじ
2軸制御の
軸制御の
リモート雲台
左右動
アルミ板
W1/4ナット
W1/4ナット
モータ制御および
スイッチ＆LED
スイッチ＆
スイッチ＆LEDボ
LEDボ
ード
プラスチック製
パイプ・エンド
パラレルI/O
パラレル
I/O
制御ボード
〈写真 2〉カメラ取り付け前の雲台
モータ電源
単3×4本
〈図 1〉アルミ板の加工
（単位： mm）
φ 3 の穴
50
10
60
006P
電池
（a）上下動アルミ板
100
プリンタ・
ポートへ
65
PIC計測アダプタ
PIC計測アダプタ
シリアル・
ポートへ
シャフト
ねじ留め穴
5
ギヤ・ボックス取り付け穴
〈写真 1〉製作した簡易ウェブ・カメラ・システムの全景
2002 年 12 月号
（b）左右動アルミ板
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