📷 Câmera e OpenCV

rpicam-hello --list-cameras          # deve listar a câmera (imx708 = Camera Module 3)
rpicam-still -o ~/robo/teste.jpg      # tira uma foto pelo terminal
sudo apt install -y python3-opencv    # OpenCV do sistema, visível no venv
source ~/robo-venv/bin/activate

# Captura um quadro da câmera e salva como JPEG
import time, os
import cv2
from picamera2 import Picamera2

picam2 = Picamera2()
config = picam2.create_preview_configuration(main={"size": (640, 480), "format": "RGB888"})
picam2.configure(config)
picam2.start()
time.sleep(1)                         # deixa a exposição automática se ajustar

quadro = picam2.capture_array()       # array NumPy na ordem BGR
print("formato:", quadro.shape, quadro.dtype)
print("pixel do centro (B, G, R):", quadro[240, 320])
cv2.imwrite(os.path.expanduser("~/robo/quadro.jpg"), quadro)
picam2.stop()
print("salvo em ~/robo/quadro.jpg")

# Máscara de cor em HSV (vermelho = duas faixas)
import time, os
import cv2, numpy as np
from picamera2 import Picamera2

picam2 = Picamera2()
picam2.configure(picam2.create_preview_configuration(main={"size": (640, 480), "format": "RGB888"}))
picam2.start(); time.sleep(1)
quadro = picam2.capture_array()
picam2.stop()

hsv = cv2.cvtColor(quadro, cv2.COLOR_BGR2HSV)
baixo1, alto1 = np.array([0, 120, 70]),   np.array([10, 255, 255])   # vermelho, começo da régua
baixo2, alto2 = np.array([170, 120, 70]), np.array([179, 255, 255])  # vermelho, fim da régua
mascara = cv2.inRange(hsv, baixo1, alto1) | cv2.inRange(hsv, baixo2, alto2)

# Limpeza: tira pontinhos soltos e fecha buracos
nucleo = np.ones((5, 5), np.uint8)
mascara = cv2.morphologyEx(mascara, cv2.MORPH_OPEN, nucleo)
mascara = cv2.morphologyEx(mascara, cv2.MORPH_CLOSE, nucleo)

brancos = cv2.countNonZero(mascara)
print(f"pixels na máscara: {brancos} ({100 * brancos / mascara.size:.1f}% da imagem)")
lado_a_lado = np.hstack([quadro, cv2.cvtColor(mascara, cv2.COLOR_GRAY2BGR)])
cv2.imwrite(os.path.expanduser("~/robo/mascara.jpg"), lado_a_lado)
print("salvo em ~/robo/mascara.jpg")

# Acha o maior objeto vermelho e calcula centro, erro e área
import time
import cv2, numpy as np
from picamera2 import Picamera2

LARGURA, ALTURA = 640, 480
AREA_MIN = 800                      # menor que isso é ruído
FAIXAS = [((0, 120, 70), (10, 255, 255)), ((170, 120, 70), (179, 255, 255))]
nucleo = np.ones((5, 5), np.uint8)

def achar_objeto(quadro):
    hsv = cv2.cvtColor(quadro, cv2.COLOR_BGR2HSV)
    mascara = np.zeros(hsv.shape[:2], np.uint8)
    for baixo, alto in FAIXAS:                # junta as faixas (OU)
        mascara |= cv2.inRange(hsv, np.array(baixo), np.array(alto))
    mascara = cv2.morphologyEx(mascara, cv2.MORPH_OPEN, nucleo)
    contornos, _ = cv2.findContours(mascara, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
    if not contornos:
        return None
    maior = max(contornos, key=cv2.contourArea)
    area = cv2.contourArea(maior)
    if area < AREA_MIN:
        return None
    m = cv2.moments(maior)
    cx, cy = int(m["m10"] / m["m00"]), int(m["m01"] / m["m00"])
    return cx, cy, area

picam2 = Picamera2()
picam2.configure(picam2.create_preview_configuration(main={"size": (LARGURA, ALTURA), "format": "RGB888"}))
picam2.start(); time.sleep(1)
print("Mostre um objeto vermelho. Ctrl+C para sair.")
try:
    while True:
        achado = achar_objeto(picam2.capture_array())
        if achado is None:
            print("nenhum objeto → parar e procurar")
        else:
            cx, cy, area = achado
            erro = cx - LARGURA // 2
            lado = "centro" if abs(erro) < 40 else ("direita" if erro > 0 else "esquerda")
            print(f"cx={cx:3d} cy={cy:3d} erro={erro:+4d} area={area:7.0f} → {lado}")
        time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
    picam2.stop()

# Mede o FPS do laço completo em três resoluções (5 s cada)
import time
import cv2
from picamera2 import Picamera2

picam2 = Picamera2()
for largura, altura in [(1280, 720), (640, 480), (320, 240)]:
    cfg = picam2.create_video_configuration(main={"size": (largura, altura), "format": "RGB888"})
    picam2.configure(cfg)
    picam2.start(); time.sleep(1)
    n, t0 = 0, time.perf_counter()
    while time.perf_counter() - t0 < 5:
        quadro = picam2.capture_array()
        hsv = cv2.cvtColor(quadro, cv2.COLOR_BGR2HSV)          # trabalho típico
        mascara = cv2.inRange(hsv, (0, 120, 70), (10, 255, 255))
        n += 1
    fps = n / (time.perf_counter() - t0)
    print(f"{largura}x{altura}: {fps:5.1f} FPS  ({1000 / fps:5.1f} ms por volta)")
    picam2.stop()

# Vídeo da câmera no navegador (MJPEG) com o centro do objeto marcado
import threading, time
from http.server import BaseHTTPRequestHandler, ThreadingHTTPServer
import cv2, numpy as np
from picamera2 import Picamera2

picam2 = Picamera2()
picam2.configure(picam2.create_video_configuration(main={"size": (640, 480), "format": "RGB888"}))
picam2.start()
ultimo_jpeg, trava = None, threading.Lock()

def capturar():
    global ultimo_jpeg
    while True:
        quadro = picam2.capture_array()
        hsv = cv2.cvtColor(quadro, cv2.COLOR_BGR2HSV)
        mascara = cv2.inRange(hsv, (0, 120, 70), (10, 255, 255)) | cv2.inRange(hsv, (170, 120, 70), (179, 255, 255))
        contornos, _ = cv2.findContours(mascara, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
        if contornos:
            maior = max(contornos, key=cv2.contourArea)
            m = cv2.moments(maior)
            if m["m00"] > 800:
                cx, cy = int(m["m10"] / m["m00"]), int(m["m01"] / m["m00"])
                cv2.drawContours(quadro, [maior], -1, (255, 0, 255), 2)
                cv2.circle(quadro, (cx, cy), 6, (255, 255, 0), -1)
        cv2.line(quadro, (320, 0), (320, 480), (200, 200, 200), 1)   # meio da imagem
        ok, buf = cv2.imencode(".jpg", quadro, [cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY, 70])
        if ok:
            with trava:
                ultimo_jpeg = buf.tobytes()

PAGINA = b'<html><body style="margin:0;background:#111"><img src="/video" style="width:100%"></body></html>'

class Servidor(BaseHTTPRequestHandler):
    def do_GET(self):
        if self.path == "/":
            self.send_response(200); self.send_header("Content-Type", "text/html"); self.end_headers()
            self.wfile.write(PAGINA)
        elif self.path == "/video":
            self.send_response(200)
            self.send_header("Content-Type", "multipart/x-mixed-replace; boundary=QUADRO")
            self.end_headers()
            try:
                while True:
                    with trava:
                        jpg = ultimo_jpeg
                    if jpg:
                        self.wfile.write(b"--QUADRO\r\nContent-Type: image/jpeg\r\n\r\n" + jpg + b"\r\n")
                    time.sleep(0.05)                 # até ~20 quadros por segundo
            except (BrokenPipeError, ConnectionResetError):
                pass                                 # o navegador fechou a aba
        else:
            self.send_error(404)
    def log_message(self, *args):
        pass                                         # silencia o log de cada pedido

threading.Thread(target=capturar, daemon=True).start()
print("Abra http://robo.local:8000 no navegador. Ctrl+C para sair.")
ThreadingHTTPServer(("0.0.0.0", 8000), Servidor).serve_forever()