CS-MIPI-X for Raspberry Pi/zh

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如何在树莓派平台使用CS-MIPI-IMX307摄像头模组

1 概述

CS-MIPI-IMX307 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-IMX307 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。

TODO：加图！

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。

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。【现在veye type工具集已经支持CS-MIPI-IMX307,D-SDK软件包尚处在开发中】
  • 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。-md 选项用以指明使用的模式，默认为0。

请先使用cs_mipi_i2c.sh配置和确认当前模式。

模组模式说明
序号 模式类型
0 1080p@30fps
1 720p@60fps


5.2 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 -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。

  • veye_raspivid 录像

./veye_raspivid -t 5000 -md 1 -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）

  • 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_raspstillyuv

./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。

  • veye_raspistill

./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【TODO】


6 视频控制软件包使用

由于树莓派的I2C-0作为GPU所用，为了避免冲突，我们使用I2C-1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

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