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車載カメラ
●●● 車載カメラ作成いたします ●●●

車載カメラが欲しいとお考えの皆様、当方がお手伝いを致します。作成するシステムは基本的に以下の製作記事で述べるシステムになりますが、ご希望により柔軟に対応可能です。興味をお持ちの方はお気軽に管理者までメールにてお知らせください。



●●● 概要 ●●●

私はこのサイトでサーキットの日記を公開していますが、写真だけではイマイチ説得力がありません。人様に見せるためだけでなく、自分が読むためのものでもあるので、それでよいと言えばよいのですけどね。それでも自分が走っているところを映像として収めておいて、後で見ることができたら結構いろいろなことが分かるので有益なのではないかと思います。

「そんなの市販のビデオカメラを買って使えばいいじゃないか!」って声が聞こえてきそうです。確かにそうなんですが、市販のビデオカメラって比較的高価じゃないですか。安価なものでも6万円位はするのではないでしょうか。そこで、

・比較的安価に作る
・カメラ部分を小さく作る

この2点を考えて構成を考えました。結論から言ってしまうと、費用は2万円程度、カメラ部分はW50xH45xD35に収まっています。カメラが小さいことにより車外に設置することができ、例えば車輪の荷重のかかり方なんかを撮ることも可能になります(走行会でないと、サーキット側からクレームが来るかもしれません)。

今回の車載カメラシステムは、NTSCのビデオ信号を出力する純粋なビデオカメラとビデオデッキを組み合わせるという単純なものです。最近流行のメガピクセル高画質にはかないませんが、高画質を求めるとどうしてもコスト高になるのである程度の割り切りは必要でしょう。



今回の製作のポイントは、
  1. ビデオカメラの調達
  2. カメラモジュールの製作
  3. 電源の確保
  4. 音声の入力
  5. 最後の難関!パーツの固定
  6. 検討課題
です。それではLet's Try!



●●● ビデオカメラの調達 ●●●

ビデオカメラを調達しましょう。秋葉原や大須などの電気街で比較的簡単に入手できます。カメラを購入するときは大きさ(作りやすさ)とネジ穴の大きさ、必要な電源(できれば単一電源が良い)に注意すれば良いでしょう。ジャンクの市販ビデオカメラ(あるかなぁー?)を発見できればそちらから部品を調達するのも良い考えです。

筆者は8400円のCCDカメラを購入しました(USBカメラが4千円程度で売られているところからするともっと安く買えそうです)。以下にスペックとサンプル画像を示します。CCD実行ピクセル数をかけてみると、約25万になります。25万画素のCCDカメラですね。

CCDカメラのスペック
型番 MTV-54B0N
信号方式 NTSC
CCD総ピクセル数 542(H)x496(V)
CCD実効ピクセル数 512(H)x492(V)
走査線数 525ライン、30フレーム/秒
レンズ、視野角 f3.7mm F2.0 / 92°
水平解像度 350本
S/N比 48dB以上
出力 1.0Vp-pコンポジットビデオ信号 インピーダンス75Ω
ガンマ補正 0.45
ミラー機能 あり
動作温度 -20℃〜50℃
電源 DC12V/85mA

新たなカメラを入手しました。今度はCCDカメラではなくCMOSカメラです。こちらは5000円で購入しました。こちらのスペックを以下に示します。

新たに調達したCMOSカメラのスペックと画像
型番 不明(おいおい)
信号方式 NTSC
CCD実効ピクセル数 510(H)x492(V) 25万画素
レンズ、視野角 f3.8mm F2.0 / 71°
ミラー機能 工場設定で設定可能
出力 1Vp-pコンポジットビデオ信号 インピーダンス75Ω
動作温度 0℃〜40℃
電源 DC5V 40mA(無負荷時)
サイズ(WxHxD) 28x20x28mm
もっとマシな被写体はなかったのか?



●●● ビデオカメラモジュールの製作 ●●●

1.で調達したビデオカメラは基板が露出していますので、ケースに収める必要があります。もちろんケースに収められたカメラを入手した場合は必要ありませんが、値段は割高になる場合が多いようです。

今回はアルミケースを加工して、ハダカのカメラをケースに入れてました。ドリルで穴をあけてヤスリで削ります。大きい穴をあける場合はリーマーがあると便利です。

今回買ったカメラの場合、インスト(紙一枚の説明書)が付いていたのですが、この中の寸法を表示した絵が実寸だったので、これを型紙にして穴を空けました。カメラのレンズ用の穴と、ビデオ出力用の穴、そしてACアダプタ用の穴(車載以外の用途にも使うため)を空けました。

出来あがりはこんな感じです(MTV-54B0Nの映像です)。

カメラモジュールの外観



●●● 電源の確保 ●●●

第一の難関です。電源を確保しましょう。カメラモジュールとビデオデッキの電源を取らなければいけません。今回のカメラモジュールの電源はDC12Vで、ビデオデッキはAC100Vです(稀に直流電源で動くものもあります)。正当な方法でいくなら、

シガライターを二股に分岐するソケット(1000円台くらい?)
シガライターからDC12Vを取り出すコード(同じく1000円くらい?)
シガライターからAC100Vを取り出すインバータ(2000〜10000円、出力による)

を新たに揃えることになります。

この方法をとらない場合は少々手荒な方法を使うことになります。12Vを取り出すのは簡単にできます。問題はAC100Vをどのようにとるかですが、この手の電気製品は直流電源で動いてます(ビデオデッキは一応モーターを使っていますが、多分直流モータでしょう)。そこで、AC100Vから直流電圧を作ったところへ必要な直流電圧を印加してやりましょう。そうなると、

はい、ビデオデッキ御開帳!
となり、かなりヤバイです。まぁ、やめたほうが良いでしょう。ただし、こちらの方が電気的な効率も良く、さらに軽くできそうです。

私は前者の方法をとりました。130Wのインバータを3900円で入手しました。12Vのシガも分岐できるのでカメラの電源はここからとります。このインバータの画像を示します。

ちょっとケバいメタリック。結構重たいです。シガの出力もあります。

といったところで、電源の問題は解決です!



●●● 音声の入力 ●●●

通常ビデオデッキにはマイクはついていませんから、外部のマイクを付けなければなりません。マイクは小型で、指向性がなく、かつ感度が高いものがいいです。

マイクとビデオデッキの接続ですが、通常ビデオデッキの音声入力はライン入力しかありません。また、マイクから比較的離れた音をとることになるので、マイクとビデオデッキとの間にアンプをはさみます。かなり大きい増幅率が必要になります。

私の場合は使用するマイクに合わせてアンプを作成して使っています。



●●● 最後の難関!パーツの固定 ●●●

最後の難関はパーツの固定です。つまるところ固定のための棒とか板とかを用意します。どこまでやるか分かりませんが、考えられる固定場所を以下に示します。

  1. 室内真中あたりに前を向かせて取り付けて、車内から実況中継
  2. 室内真中あたりに後ろを向かせて取り付けて、ケツの流れ具合を把握できます
  3. フロントバンパーの風を取り込む部分に付けて、なかなか雰囲気つかめます(要飛び石対策)
  4. ドライバーのヘルメットに取り付けて、運転の擬似体験
  5. シートの下に取りつけて(照明も必要かも)、ヘタクソなヒールアンドトゥーを確認する
  6. フロントフェンダー等に取りつけて、タイヤのよれ具合と荷重のかかり具合を見る
  7. トランクに取り付けて、お父さん見えますから
  8. おまーりさんになった気分で、おもむろにカメラを取り出しルーフにおいてみる
  9. ナビシートに座った人間に持っててもらって、カメラアングル自由自在

出来る限り車自体に穴を開けたくありません。そうなるとどうしてもいろんな車種に対しての汎用性を持たせるのは難しくなります。したがって、皆さんがこの記事をご覧になって実際に製作される場合はご自分の車種用に作成する必要があります。

1はサンルーフを埋めたときに行った補強の金具に取り付けました。まさに怪我の功名というべき方法でした。スタンダードながら、一番画像的に使えると思います。

ちなみに棒の部分はある程度しなるようになっていますので、車の荷重移動は意外に分かりやすいです。

2は軽量化で取り外したワイパーの穴に取り付けました。したがって車体の中心よりも後ろについていることになりますが、よっぽどリアを流さないとケツが出ているとは分かりませんでした。

3はナンバープレートのネジを使用して取り付けるステーを作成して取り付けました。これは車種に関係なく実施できそうですね。この映像はドライブゲームみたいで楽しいですし、カメラが車外にあるので綺麗に撮影できます(車内にカメラを置いた場合、内外の明るさの差が激しいので綺麗に写らない)が、運転の状況がわからないので、あまり役に立ちませんでした。他人が走っている映像を撮るにはベストだと思います。

9は助手席でカメラマンを行う人の腕によって画像の出来が変わります。自動車のGに耐えながら撮影する必要があるので、結構難しいです。また、手ぶれを抑えて撮影するのは難しいです。

残りの個所については可能なものから随時追加していこうと思ってます。



●●● 検討課題 ●●●

  1. メモリスティックを使えるようにするにはどうしたら良いか検討せよ
  2. ケータイ電話のCCDカメラを安価に利用できないかどうか考察せよ
  3. コンポジットビデオ信号を電波で出力できるようにシステム構成を変更せよ。また、時速200kmで走行した(受信側は静止)場合の受信状態への影響を考察せよ
  4. 3が実現可能であることを確認した上で、カメラモジュールとタケコプターを融合させた場合の費用を見積もれ。また、サイコミュコントローラによる遠隔操作が出来るかどうかを考察せよ。もちろん、使用者の精神を崩壊させるシステムであってはならない。




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