VEYE MIPI 290/327 for Raspberry Pi/zh

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如何在树莓派平台使用VEYE-MIPI-290/327摄像头模组

1 概述

VEYE-MIPI-290/327 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3B为例讲解VEYE-MIPI-290/327 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特殊之处。

2 硬件准备及安装

原材料：树莓派3B，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，转接板。（树莓派转接板包括mini转接板与增强版转接板，其中mini转接板用来对接树莓派标准版型，增强版转接板可以额外用来对接Computer Module系列和Zero系列版型，两种版本详情请见Mini Adapter Board与Adapter Board）

• 如图所示，摄像头主板连接mini转接板，mini转接板通过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。

树莓派经典款模组正面图

树莓派经典款模组背面图

树莓派与摄像头模组连接示意图

树莓派插接示意图

摄像头模组插接示意图

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。

• 点击链接下载软件包

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 raspicam type工具集

首先增加可执行权限

cd raspberrypi/veye_raspcam/bin/

chmod +x *

• veye_raspipreview

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

实现20s（即20000毫秒）的视频实时显示到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。

• veye_raspivid 录像

./veye_raspivid -t 5000 -o ~/test.h264

实现录像5s，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）

• 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

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。

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。

• veye_raspividyuv

./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。

• veye_raspiraw

./veye_raspiraw -md 2 -t 200 -o /dev/shm/out.%04d.yuv

实现抓拍200ms的图片存储到/dev/shm目录（内存文件系统），然后客户可以导出并查看。文件格式为1920*1080大小的yuv数据。UYVY格式。

• veye_raspstillyuv

./veye_raspistillyuv -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），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。

• veye_raspistill

./veye_raspistill -o ~/test.jpg

实现抓拍一张图片并保存，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。

5.2 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。

5.2.1 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

5.2.2 SDK

• 接口：

开放源码，详见D_mipicam.h

• 编译：

./build

• 安装：

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

5.2.3 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。

5.2.4 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

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

7.1 概述

树莓派Computer Module 和树莓派Zero与树莓派经典版型MIPI CSI-2 接口有所不同，故需要使用增强版转接板来连接摄像头主板。下面以树莓派Computer Module与VEYE-MIPI-290/327 摄像头模组的连接使用来进行说明。硬件连接方法与树莓派经典版本不同，软件使用方法与上类似。

注：我们使用的是深圳市微雪电子有限公司生产的Computer Module IO Board Plus for raspberry pi 底板。树莓派官方CMIO板用法与此类似。

7.2 硬件连接

7.2.1 视频接口连接

摄像头主板加增强版转接板构成摄像头模组，摄像头模组通过FFC同面线及杜邦黑红线连接到Computer Module（黑线连接GND接口，红线连接5V接口），Computer Module可同时连接两个摄像头模组，CAM1和CAM0分别连接一个摄像头模组。

7.2.2 I2C接口连接

树莓派官方CMIO板接线方法请参见链接。

我们使用的深圳市微雪电子有限公司生产的Computer Module IO Board Plus for raspberry pi 底板接线方法如下：

• 当使用CAM1时：

连接 CD1_SDA到 GPIO2 .

连接 CD1_SCL 到 GPIO3 .

• 当使用CAM0时：

连接 CD0_SDA 到 GPIO44 .

连接 CD0_SCL 到 GPIO45 .

如图所示

树莓派增强款正面图

树莓派增强款背面图

树莓派Computer Module与摄像头模组连接示意图

摄像头模组插接示意图

树莓派Computer Module 主板插接示意图

利用USB网线转换器帮助Computer Module 连接网络，HDMI接口接入显示器，电源线连接power接口提供电源。

7.3 树莓派Computer Module系统安装

树莓派官方CMIO板安装树莓派系统方法请参见链接

我们所用的深圳市微雪电子有限公司生产的Computer Module IO Board Plus for raspberry pi 底板安装树莓派系统具体方法请参见官方说明用户手册第七页。

7.4 视频流软件包使用

选项 -cs 0/1 可以支持同时连接两路camera到CM3，0 表示接到CAM0,1表示接到CAM1，其余选项见4.2。示例如下：

• veye_raspipreview

./veye_raspipreview -cs 0 -t 20000

利用CAM0所连接的摄像头实现20s（即20000毫秒）的视频实时显示到HDMI输出，可以自行调节t的大小。

• veye_raspivid

./veye_raspivid -cs 1 -t 5000 -o ~/test.h264

利用CAM1所连接的摄像头实现录像5s，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。

7.5 视频控制软件包使用

点击链接下载dt-blob.bin文件，将文件放在/root下，然后执行命令

CM3模块采用分时复用I2C1的方式来进行I2C通信

./camera_i2c_config [cameranum]

cameranum	description
0	CAM0
1	CAM1

./veye_mipi_i2c.sh -b 1

其余选项具体使用说明详见：I2C脚本使用说明

8 FFC线备注

树莓派经典版型硬件连接所使用的为FFC异面线，如右图所示

树莓派Computer Module硬件连接所使用的为FFC同面线，如右图所示

FFC异面线

FFC同面线