Difference between revisions of "CS-MIPI-X for Raspberry Pi/zh"

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*树莓派接好摄像头模组后,将烧录好树莓派系统的MicroSD卡插入卡槽,网线插入网线接口,HDMI显示器接入树莓派,电源线插入power接口,为树莓派接通电源。
 
*树莓派接好摄像头模组后,将烧录好树莓派系统的MicroSD卡插入卡槽,网线插入网线接口,HDMI显示器接入树莓派,电源线插入power接口,为树莓派接通电源。
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*'''CS-MIPI-SC132默认供电方式为FFC排线3.3V供电,无需插红黑电源线。'''
  
 
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Revision as of 19:46, 9 July 2020

English

如何在树莓派平台使用CS-MIPI-X系列摄像头模组

1 概述

CS-MIPI-X 摄像头模组理论上支持树莓派的所有型号,出于性能最优考虑,建议使用树莓派3以后的版本。本篇文章以树莓派4为例讲解CS-MIPI-X系列摄像头模组接入树莓派的方法。此外介绍了接入树莓派Computer Module与树莓派Zero应用中的特殊之处。

2 硬件准备及安装

原材料:树莓派4,网线,Micro SD卡,树莓派电源线,HDMI显示器,FFC线,杜邦线,镜头,摄像头主板。

  • 如图所示,摄像头主板通过FFC异面线及图中的杜邦黑红线连接到树莓派上,黑线连接GND接口,红线连接5V接口。
  • 树莓派接好摄像头模组后,将烧录好树莓派系统的MicroSD卡插入卡槽,网线插入网线接口,HDMI显示器接入树莓派,电源线插入power接口,为树莓派接通电源。
  • CS-MIPI-SC132默认供电方式为FFC排线3.3V供电,无需插红黑电源线。
connect CS-MIPI-X to Raspberry Pi 001 (CS-MIPI-IMX307 as an example)
connect CS-MIPI-X to Raspberry Pi 002 (CS-MIPI-IMX307 as an example)
connect CS-MIPI-X to Raspberry Pi 003 (CS-MIPI-IMX307 as an example)
connect CS-MIPI-X to Raspberry Pi 004 (CS-MIPI-IMX307 as an example)
connect CS-MIPI-X to Raspberry Pi 005 (CS-MIPI-IMX307 as an example)
connect CS-MIPI-SC132 to Raspberry Pi
connect CS-MIPI-SC132 to Raspberry Pi


3 树莓派系统安装及配置

具体安装树莓派系统方法请参考官方文档,详见:Install raspberrypi guide

接通电源后,树莓派系统启动,初始树莓派系统中Camera 和 I2C都处于未启用状态。开机后我们需要将其手动打开,执行命令

sudo raspi-config

进入选项5,启用Camera 和 I2C,然后重启。

建议启用树莓派系统的ssh服务及samba服务,这里不再赘述树莓派系统如何开启ssh和samba服务。

4 软件包下载与介绍

4.1 有两种方式下载及传输软件包到树莓派

  • 执行命令行

git clone https://github.com/veyeimaging/raspberrypi.git

直接将文件复制到树莓派系统中。

利用samba将软件包文件传输至树莓派系统中,也可用U盘将软件包文件拷贝至树莓派系统中。

4.2 软件包介绍

github 软件包概览
  • 软件包包括视频流软件包和视频控制软件包。i2c_cmd为视频控制接口软件包。视频流接口软件包有两个,veye_raspcam为raspcam type工具集。D_mipi_rpi为D-SDK软件包,提供了C语言的SDK并由C语言和python语言的demo。
  • 视频流软件包提供实时显示、抓拍、录像等功能,视频控制软件包通过I2C协议控制摄像机模组,提供主要的ISP参数配置等功能。

这两部分都是开源的。

5 视频流软件包使用

5.1 视频码流模式的说明

veye type工具集支持多种码流模式,如1080p@30fps,720p@60fps等。

请先使用cs_mipi_i2c.sh 的videofmtcap和videofmt指令配置和确认当前模式。

5.1.1 方式1:-md选项指明模式

-md 选项用以指明使用的模式,默认为0。

模组模式说明
md 值 模式类型
0 1080p@30fps
1 720p@60fps
2 VGA@130fps
5.1.2 方式2:-w -h选项指明模式

-w选项指明当前模式的宽,-h选项指明当前模式的高。

5.2 raspicam type工具集

首先增加可执行权限

cd raspberrypi/veye_raspcam/bin/

chmod +x *

5.2.1 veye_raspipreview 实时预览

./veye_raspipreview -t 20000 -md 1 -p '0,0,1280,720'

实现20s(即20000毫秒)的720p@60视频实时显示到HDMI输出,输出窗口为1280*720,可以自行调节t的大小和输出窗口。

./veye_raspipreview -t -1

将t调节成 -1,可以实现视频持续输出显示到HDMI输出,全屏显示。

5.2.2 veye_raspivid 录像

./veye_raspivid -t 5000 -w 1280 -h 720 -fps 60 -stm -o ~/test.h264

实现录像5s,码流模式为720p@60, 录像文件保存到~/test.h264。可以自行调节t的大小来选择录制时间的长短。

与此同时,实现视频实时显示到HDMI输出。(如不需要preview功能,可以添加 -n 选项)

5.2.3 veye_raspivid 网络传输(gstreamer,推荐使用)

树莓派一侧执行

./veye_raspivid -b 4000000 -t 0 -o -  | gst-launch-1.0 -v fdsrc ! h264parse ! rtph264pay config-interval=1 pt=96 ! gdppay ! tcpserversink host=x.x.x.x port=5000

码流带宽为4Mbps,持续传输,监听端口为5000。

电脑一侧,如为windows系统,建议使用powershell。

电脑一侧使用gstreamer

gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc host=x.x.x.x port=5000 ! gdpdepay ! rtph264depay ! avdec_h264 ! autovideosink sync=false

其中x.x.x.x为树莓派的IP地址

gstreamer的windows版本下载地址。只安装runtime files即可。

5.2.4 veye_raspivid 网络传输(direct tcp stream with netcat)

树莓派一侧执行

./veye_raspivid -b 4000000 -t 0 -o - | nc -l -p 5000

码流带宽为4Mbps,持续传输,监听端口为5000。

电脑一侧,如为windows系统,建议使用powershell。

电脑一侧使用gstreamer

./gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc host=x.x.x.x port=5000 ! decodebin ! autovideosink

电脑一侧使用mplayer

./mplayer -x 1280 -y 720 -geometry 0:0 -fps 200 -demuxer h264es -noborder ffmpeg://tcp://x.x.x.x:5000

其中x.x.x.x为树莓派的IP地址

mplayer for windows 下载地址

5.2.5 veye_raspividyuv YUV图片连续存储

./veye_raspividyuv -t 200 -o /dev/shm/test.yuv

实现录像yuv格式数据200ms,录像文件保存到/dev/shm/test.yuv,存储格式为YUV420 I420 格式。可以自行调节t的大小来选择录制时间的长短。

5.2.6 veye_raspstillyuv YUV图片单张抓拍

./veye_raspistillyuv -md 1 -o /dev/shm/test.yuv

实现抓拍一张图片存储到/dev/shm目录(内存文件系统),图片为720p大小。 然后客户可以导出并查看。文件格式为1920*1080大小的yuv数据。存储格式为YUV420 I420 格式。

./veye_raspistillyuv -tl 50 -t 1000 -o /dev/shm/test%d.yuv

实现间隔50ms抓拍一张图片存储到/dev/shm目录(内存文件系统),持续1秒,然后客户可以导出并查看。文件格式为1920*1080大小的yuv数据。存储格式为YUV420 I420 格式。

5.2.7 veye_raspistill 抓拍(JPG,bmp)

./veye_raspistill -md 1 -o ~/test.jpg

实现抓拍一张图片,图片为1280*720,并保存,文件格式为jpg。

./veye_raspistill -e bmp -tl 50 -t 1000  -o /dev/shm/test%d.bmp

实现间隔50ms抓拍一张bmp图片存储到/dev/shm目录(内存文件系统),持续1秒,然后客户可以导出并查看。

./veye_raspistill -k -o ~/test%d.jpg -t 0

实现视频预览,同时通过键盘控制抓拍,Enter键抓拍一张,X Enter退出。

veye_raspistill命令支持preview,-n可以取消preview。

5.3 D-SDK软件包

提供了一个C语言的SDK库libdmipicam.so,以及基于这个库的C语言sample和python语言sample。

5.3.1 安装底层支持库

sudo apt-get update && sudo apt-get install libopencv-dev

sudo apt-get install python-opencv

sudo apt-get install libzbar-dev

5.3.2 分辨率模式说明

D-SDK并不对模组做任何参数配置,对模组的参数配置参考:Video Control Toolkits Manual : CS-MIPI-X i2c

D_init_camera_ex 函数的pvideofmt参数需要与当前模组分辨率模式一致。

./cs_mipi_i2c.sh -r -f videofmt

5.3.3 SDK
  • 接口:

开放源码,详见D_mipicam.h

  • 编译:

./buildme

  • 安装:

sudo install -m 644 ./libdmipicam.so /usr/lib/

5.3.4 C sample
  • preview

实现实时视频预览

  • preview-dualcam

实现两路摄像头同时视频预览(RPI CM)

  • video

视频压缩为H.264并保存为文件

  • capture

抓拍一张jpeg图片

  • video2stdout

视频压缩并输出到stdout为管道应用服务,如下命令,可达到与veye_raspivid命令类似的效果。

./video2stdout | nc -l -p 5000

  • capture_yuv

抓拍一张YUV图片

  • capture-dualcam

两路摄像头同时抓拍jpeg图片

  • yuv_stream

导出yuv格式的原始数据

  • capture2opencv

连续获取YUV数据并转为opencv格式,显示。

  • qrcode_detection

连续抓拍YUV数据并转为opencv格式,显示,并进行二维码检测。

5.3.5 Python sample
  • preview.py

实现实时视频预览

  • capture.py

抓拍一张jpeg图片

  • capture_yuv.py

抓拍一张yuv图片

  • video.py

视频压缩为H.264并保存为文件

  • capture2opencv.py

连续获取YUV数据并转为opencv格式,显示。

6 视频控制软件包使用

对于树莓派,我们使用I2C-0作为控制总线。我们提供了一个脚本camera_i2c_config进行总线的管脚复用配置。

具体使用说明请见:I2C脚本使用说明


7 关于树莓派Computer Module 和树莓派Zero使用的补充说明

请参考关于树莓派Computer Module 和树莓派Zero使用的补充说明