VEYE CS Camera for Jetson TX2/zh

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如何在英伟达Jetsno Nano,TX2,Xavier和Orin平台使用VEYE系列和CS系列摄像头模组

1 概述

本文讲述怎样将VEYE系列和CS系列模组接入到英伟达公司的Jetson 板子上。采用的软件版本为：

  • Jetpack4.2.2,L4T版本r32.2.1
  • Jetpack4.3,L4T版本r32.3.1
  • Jetpack4.4,L4T版本r32.4.3
  • Jetpack4.4.1,L4T版本r32.4.4
  • Jetpack4.5,L4T版本r32.5
  • Jetpack4.5.1,L4T版本r32.5.1
  • Jetpack4.6,L4T版本r32.6.1
  • Jetpack4.6.1,L4T版本r32.7.1
  • Jetpack4.6.3,L4T版本r32.7.3
  • Jetpack4.6.2,L4T版本r32.7.2
  • Jetpack4.6.4,L4T版本r32.7.4
  • Jetpack5.0.1DP,L4T版本r34.1.1
  • Jetpack5.0.2,L4T版本r35.1
  • Jetpack5.1,L4T版本r35.2.1
  • Jetpack5.1.1,L4T版本r35.3.1
  • Jetpack5.1.2,L4T版本r35.4.1
  • Jetpack5.1.3,L4T版本r35.5
  • Jetpack6.0,L4T版本r36.3

我们提供了编译好的固件和源代码两种方式来方便用户的使用。

VEYE系列和CS系列摄像头是内置ISP的摄像头模组，输出为MIPI-CSI2接口UYVY流模式。对于图像效果参数，我们并没有采用V4L2接口实现，而是采用了DRA(Directly Register Access)模式，我们提供了一组Shell脚本直接控制摄像头模组。

1.1 支持的模组：

模组型号支持表
系列 型号 状态
VEYE系列 VEYE-MIPI-IMX327S 完成
VEYE系列 VEYE-MIPI-IMX385 完成
VEYE系列 VEYE-MIPI-IMX462 完成
VEYE系列 VEYE-MIPI-IMX335 完成
CS系列 CS-MIPI-IMX307 完成
CS系列 CS-MIPI-SC132 完成
套装系列 CS-TX2-XAVIER-nCAM 完成

VEYE系列和CS系列MIPI摄像头模组是内置ISP的，输出为MIPI-CSI2接口。

1.2 怎样查看当前L4T版本

1.2.1 方法1

在jetson板子上，查看当前L4T版本，尽量使用同一版本进行替换。

cat /etc/nv_tegra_release

如显示：

# R32 (release), REVISION: 4.3......

则表示当前L4T版本为32.4.3。

1.2.2 方法2

参考这个链接，安装jetson-stats:

jtop

2 硬件准备及安装

我们设计了专用的转接板，支持6路摄像头，兼容TX2 Devkit，Xavier和Orin。

ADP-N1连接图 ADP-N1 V2.0连接图
6cam interposer board connected with 6 cameras
6cam interposer board connected with 6 cameras

特别的，VEYE-MIPI-IMX335由于功耗较高，必须使用12V DC端子提供辅助供电。参考ADP-N1的J11。

2.1 英伟达TX2 Developer Kit

TX2 Devkit 6 cameras connection


注意，使用中请务必用螺丝将ADP转接板固定到底板上面,以保证转接板安装平正。

2.2 英伟达AGX Xavier(AGX Orin与此相同)

转接板是兼容TX2转接板的，连接方式如图：

Connect VEYE cameras to AGX Xavier
Connect VEYE cameras to AGX Xavier


注意，使用中请务必用螺丝将ADP转接板固定到底板上面,以保证转接板安装平正。

2.3 英伟达Nano 、 Xavier NX Devkit和TX2 NX

Xavier NX 的接口是兼容树莓派和Jetson Nano的。 连接方式如图：

Xavier NX connection with VEYE-MIPI-327
Xavier NX connection with VEYE-MIPI-327
Xavier NX connection with CS-MIPI-IMX307
Xavier NX connection with CS-MIPI-IMX307(3.3V供电)
Jetson Nano A02 与VEYE模组连接
Jetson Nano A02 与VEYE模组连接
VEYE camera  connection with Orin Nano and Orin NX


3 更新Jetson系统

本章节描述怎样更新Jetson的L4T系统以支持MV摄像头模组。操作系统更新方法，请参考更新Jetson操作系统。

4 应用和测试

4.1 系统状态检测

完成系统安装后，在Jetson板端执行以下命令来检测是否正确连接摄像头。

  • VEYE-MIPI-X型号(使用VEYE-MIPI-CAM2M dtb)

dmesg | grep veye  

应当有类似如下提示：

camera id is veyecam

sensor is IMX327/IMX462/IMX385

subdev veyecam [i2c_bus]-003b bound

此外，检查/dev/videoX设备节点，应当是存在的。

  • CS-MIPI-IMX307型号

dmesg | grep x307  

应当有类似如下提示：

Detected CS307 sensor

subdev csx307 [i2c_bus]-003b bound

此外，检查/dev/videoX设备节点，应当是存在的。

  • CS-MIPI-SC132型号

dmesg | grep cssc132  

应当有类似如下提示：

subdev cssc132 [i2c_bus]-003b bound

此外，检查/dev/videoX设备节点，应当是存在的。

  • VEYE-MIP-IMX335型号

dmesg | grep imx335  

应当有类似如下提示：

camera id is VEYE-MIPI-IMX335

subdev veye_imx335 [i2c_bus]-003b bound

此外，检查/dev/videoX设备节点，应当是存在的。

  • VEYE-MIPI-327型号(使用VEYE-MIPI-327 dtb)

dmesg | grep veye327  

应当有类似如下提示：

Detected VEYE327 sensor

subdev veye327 [i2c_bus]-003b bound

此外，检查/dev/videoX设备节点，应当是存在的。

驱动提示信息中的[i2c_bus]表示此摄像头对应的i2c总线。

4.2 视频流软件包和测试

摄像头模组在Jetson系统中映射为/dev/videoX设备节点。

操作系统启动过程中，按照i2c bus从小到大的顺序探测摄像头。X值是按照探测的逻辑顺序[0-5]递增的。

举例说，如果只接入一个摄像头，无论硬件连接到哪个位置，X都为0。如果接入5个，则按照i2c bus从小到大，X为[0-4]。

gstreamer中，v4l2src和nvv4l2camerasrc可以通过指明device=/dev/videoX来访问不同的摄像头。

4.2.1 Gstreamer Usage

To install the latest accelerated gstreamer plugins and applications, run the following commands:

sudo apt-get update

sudo apt-get install nvidia-l4t-gstreamer

sudo ldconfig

rm -rf .cache/gstreamer-1.0/

export DISPLAY=:0

  • 视频预览1080p HD

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc device=/dev/video0 ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)UYVY, width=(int)1920, height=(int)1080" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! nv3dsink sync=false

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc device=/dev/video0 ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)UYVY, width=(int)1920, height=(int)1080" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)NV12" ! nv3dsink sync=false

  • 视频预览1080p HD(using xvimagesink sink if supported)

export DISPLAY=:0

gst-launch-1.0 -e v4l2src io-mode=4 device=/dev/video0 do-timestamp=true ! 'video/x-raw, width=1920, height=1080, framerate=30/1, format=UYVY' ! xvimagesink sync=false

  • 视频预览720p@60 HD(模组支持此分辨率时)

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)UYVY, width=(int)1280, height=(int)720, framerate=(fraction)60/1" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! nv3dsink sync=false

  • 视频预览1280*1080@45fpsHD

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)UYVY, width=(int)1280, height=(int)1080, framerate=(fraction)45/1" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! nv3dsink sync=false

  • 视频预览640*480@130fps(模组支持此分辨率时)

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)UYVY, width=(int)640, height=(int)480, framerate=(fraction)130/1" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! nv3dsink sync=false

  • 并列预览两路视频 1080p HD

WIDTH=960

HEIGHT=540

CAPS="video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)UYVY, width=1920, height=1080"

gst-launch-1.0 nvcompositor name=comp sink_0::xpos=0 sink_0::ypos=0 sink_0::width=$WIDTH sink_0::height=$HEIGHT sink_1::xpos=$WIDTH sink_1::ypos=0 sink_1::width=$WIDTH sink_1::height=$HEIGHT ! nv3dsink nvv4l2camerasrc device=/dev/video0 ! $CAPS ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420"! comp. nvv4l2camerasrc device=/dev/video1 ! $CAPS ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420"! comp.

  • Gstreamer 嵌入到 OpenCV

I think maybe OpenCV do not support I420 data format input，so you should convert it to BGR format.

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc ! video/x-raw(memory:NVMM), format=(string)UYVY, width=(int)1920, height=(int)1080 ! nvvidconv ! video/x-raw(memory:NVMM), format=(string)I420 ! nvvidconv ! video/x-raw, format=(string)BGRx ! videoconvert ! video/x-raw, format=(string)BGR ! appsink

  • 视频录像1080p HD

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc num-buffers=300 ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)UYVY, width=(int)1920, height=(int)1080" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)NV12" ! nvv4l2h264enc control-rate=1 bitrate=10000000 ! h264parse ! qtmux ! filesink location=filename.mp4 -e

  • 录像回放

gst-launch-1.0 filesrc location=filename.mp4 ! qtdemux ! queue ! h264parse ! nvv4l2decoder ! nv3dsink -e

  • 抓拍图片

gst-launch-1.0 v4l2src num-buffers=1 ! "video/x-raw,format=(string)UYVY, width=(int)1920, height=(int)1080" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! nvjpegenc ! filesink location=jpgname.jpg

4.2.2 VEYE-MIPI-IMX335 的gstreamer例子

由于VEYE-MIPI-IMX335仅支持几种特定的分辨率模式，其驱动我们采用了use_sensor_mode_id模式。

VEYE-MIPI-IMX335 mode
./veye5_mipi_i2c.sh video mode v4l2-ctl sensor_mode video format
1 0 2592x1944@20fps
2 1 2592x1944@12.5fps
3 2 2560x1440@25fps
4 3 2560x1440@30fps
  • 准备工作

sudo apt-get install v4l-utils

参考下面一节，下载好veye5_mipi_i2c.sh工具。

  • 2592x1944@20fps模式预览，帧率统计

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl sensor_mode=0

./veye5_mipi_i2c.sh -w -f videomode -p1 1 -b [busnum]

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl preferred_stride=5376

预览

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc device=/dev/video0 ! "video/x-raw(memory:NVMM), width=(int)2592, height=(int)1944" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! nv3dsink sync=false

帧率统计

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc device=/dev/video0 ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)UYVY,width=(int)2592,height=(int)1944" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! fpsdisplaysink video-sink=fakesink -v

  • 2560x1440@30fps模式录像、抓拍

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl sensor_mode=3

./veye5_mipi_i2c.sh -w -f videomode -p1 4 -b [busnum]

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl preferred_stride=5120

录像

gst-launch-1.0 nvv4l2camerasrc num-buffers=300 ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)UYVY, width=(int)2560, height=(int)1440" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)NV12" ! nvv4l2h264enc control-rate=0 bitrate=10000000 ! h264parse ! qtmux ! filesink location=filename.mp4 -e

录像回放

gst-launch-1.0 filesrc location=filename.mp4 ! qtdemux ! queue ! h264parse ! nvv4l2decoder ! nvoverlaysink -e

抓图

gst-launch-1.0 v4l2src num-buffers=1 ! "video/x-raw,format=(string)UYVY, width=(int)2560, height=(int)1440" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! nvjpegenc ! filesink location=jpgname.jpg

4.2.3 Jetson multimedia-api samples

Jetson平台上提供了Jetson Linux API 供开发者使用。具体jetson_multimedia_api包的安装请参考nVidia官方文档。

对于VEYE和CS系列相机，已经在相机内集成了ISP功能，因此不能使用libargus获取数据，而可以直接使用使用标准V4L2接口从/dev/videoX设备文件获取数据。

下面两个sample可以直接运行：

4.2.3.1 12_camera_v4l2_cuda

./camera_v4l2_cuda -d /dev/video0 -s 1920x1080 -f UYVY

4.2.3.2 v4l2cuda

./capture-cuda -d /dev/video0 -f UYVY -m -o out.ppm -s 1920x1080 -c 1

4.2.4 v4l2-ctl 应用范例
4.2.4.1 安装v4l2-utils

sudo apt-get install v4l-utils

4.2.4.2 使用v4l2-ctl配置参数
  • 列出相机支持的数据格式

v4l2-ctl --list-formats-ext

  • 帧率统计

v4l2-ctl --set-fmt-video=width=1920,height=1080,pixelformat=UYVY--stream-mmap --stream-count=-1 --stream-to=/dev/null

  • 保存图片到文件

v4l2-ctl --set-fmt-video=width=1920,height=1080,pixelformat=UYVY --stream-mmap --stream-count=1 --stream-to=uyvy-1920x1080.yuv

4.2.5 yavta
4.2.5.1 安装yavta

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

cd yavta;make

4.2.5.2 保存图片到文件

./yavta -c1 -FUYVY-1920x1080.yuv --skip 0 -f UYVY -s 1920x1080 /dev/video0

4.2.6 Opencv

为了将摄像头数据从v4l2设备导入到opencv，我们提供了几个sample。

We provide some samples here.

4.3 使用i2c脚本修改摄像机参数

  • VEYE-MIPI-CAM2M系列（VEYE-MIPI-327、VEYE-MIPI-IMX327S、VEYE-MIPI-IMX462、VEYE-MIPI-IMX385）

具体使用说明请见：VEYE-MIPI-327 I2C脚本使用说明。

  • CS-MIPI-IMX307和CS-MIPI-SC132

具体使用说明请见：CS-MIPI-X I2C脚本使用说明。

  • VEYE-MIPI-IMX335

具体使用说明请见：VEYE-MIPI-IMX335 I2C脚本使用说明。

5 怎样移植驱动到第三方底板

源码编译步骤请参考：英伟达Jetson平台上VEYE和CS系列摄像头驱动源码编译指南

5.1 驱动移植

对于Image，我们是在官方标准Image基础上增加了功能，并没有做任何删减。一般情况下，可以直接使用我们编译好的Image。特殊情况请参考源码进行整合。

对于modules则更简单，直接使用即可。从源码编译和非常简单，此处不做赘述。

5.2 dts移植

我们只提供了Nano、TX2、Xavier、Orin的部分板子的dtb，对于没有提供的类型，需要：

1. 得到该板子的dts源码。

2. 我们camera相关的dts到整体中。

3. 重新编译得到对应板子的dtb。

操作步骤并不复杂，但是有一些第三方底板厂家并不开放dts源码。这就需要各方的配合才能做到了。

6 常见问题和bug列表

6.1 VEYE cameras on Jetpack5.x

Jetpack5.x在xavier和orin平台对mipi信号的要求更加严格。VEYE-MIPI-xxx系列相机需要固件版本hdver>=7才可以完美支持。

6.2 CS-MIPI-IMX307配合Orin nano以及Orin NX绿屏

当CS-MIPI-IMX307使用FFC cable的3.3V供电模式时，现在（Jetpack5.1.1)Orin nano和Orin NX的MIPI接收状态机会进入错误状态。建议参考此文章，修改CS-MIPI-IMX307的供电模式，使用5V供电模式。

6.3 Jetpack5.0.1 DP

本版本有很多bug，如不支持nvv4l2camerasrc,不建议使用。

6.4 nv3dsink

Jetpack5.x不再支持nvoverlaysink，使用nv3dsink替代之。nv3ksink需要使用本地执行，不能ssh远程登陆执行。

7 文档历史

  • 2024-10-22

将常见问题的一部分转移到驱动升级的文章中。

  • 2024-08-06

将第三章独立成一篇。

  • 2024-05-22

支持Jetpack5.1.3。

  • 20230427

支持Jetpack5.1.1。

  • 20230222

支持Jetpack5.1。

  • 20220831

完善Jetpack5.0.2下关于VEYE系列和 MV系列的说明。

  • 20220824

支持Jetpack5.0.2。

  • 20220720

增加Jetson multimedia-api和v4l2-ctl描述。

  • 20220714

增加对L4T32.7.2的说明。

  • 20220629

增加Jetpack5.0.1DP的支持，调通AGX-Orin。

  • 20220110

增加对新型号VEYE-MIPI-IMX335的相关说明。

  • 20220105

Use nvv4l2h264enc instead of omxh264enc in gstreamer command，because omxh264enc has been deprecated.

  • 20211025

gstreamer命令中，普遍采用nvv4l2camerasrc代替v4l2src，数据直接进入DMA内存。

8 参考资料

Jetson start up： https://developer.nvidia.com/embedded/learn/getting-started-jetson

Jetson Download Center: https://developer.nvidia.com/embedded/downloads

Xavier NX: https://developer.nvidia.com/embedded/learn/get-started-jetson-xavier-nx-devkit

TX2 development kit： https://developer.nvidia.com/embedded/jetson-tx2-developer-kit

SDK Manager: https://docs.nvidia.com/sdk-manager/index.html

L4T Doc: https://docs.nvidia.com/jetson/archives/l4t-archived/l4t-325/

https://docs.nvidia.com/jetson/archives/r35.3.1/DeveloperGuide/index.html

TX2 user guide: link

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