VEYE CS Camera for Jetson TX2/zh

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如何在英伟达Jetsno TX2和AGX Xavier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 TX2和AGX Xavier开发板以及我们兼容的其他TX2主板上。采用的JetPack软件版本为r32.2.1，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-MIPI-327/CS-MIPI-IMX307是星光级内置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。

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和Xavier。

6cam interposer board connected with 6 cameras


2.1 英伟达TX2 Developer Kit

TX2 Devkit 6 cameras connection


2.2 英伟达TX2 AGX Xavier

转接板是兼容TX2转接板的，连接方式如图：

Connect VEYE cameras to AGX Xavier（绿色版本托板为临时版本，正式版本是黑色的）


3 更新Jetson TX2和 AGX Xavier系统

3.1 开发环境准备

  • 编译工具链

请参考这个链接安装编译工具链。

  • L4T源码和Rootfs

可以通过SDK Manager或者直接下载两种方式来获得源码。具体参考官方文档，此处不再赘述。

使用SDK Manager时同步代码采用如下指令：

./source_sync.sh -t tegra-l4t-r32.2.1

  • 配置开发环境

以下步骤假设SDK安装目录为<TOPDIR>，源代码在$L4T_DIR/sources目录。

- TX2

export TOP_DIR=/home/xumm/nvidia/nvidia_sdk/JetPack_4.2.2_Linux_GA_P3310/

- AGX Xavier

export TOP_DIR=/home/xumm/nvidia/nvidia_sdk/JetPack_4.2.2_Linux_GA_P2888/

export L4T_DIR=$TOP_DIR/Linux_for_Tegra

export LOCALVERSION=-tegra

export LDK_ROOTFS_DIR=$TOP_DIR/Linux_for_Tegra/rootfs

export ARCH=arm64

export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

export CROSS32CC=arm-linux-gnueabihf-gcc

export TEGRA_KERNEL_OUT=$L4T_DIR/sources/kernel/out_kernel

export KERNEL_PATH=$L4T_DIR/sources/kernel/out_kernel

export NVIDIA_PATH=$L4T_DIR/sources/kernel/nvidia

export TX2_DTS_PATH=$L4T_DIR/sources/hardware/nvidia/platform/t18x

export XAVIER_DTS_PATH=$L4T_DIR/sources/hardware/nvidia/platform/t19x

cd $L4T_DIR/sources/kernel/kernel-4.9/

  • 生成默认版本烧写镜像,烧写默认镜像到板子，准备好L4T环境

cd $L4T_DIR

sudo ./apply_binaries.sh  

进入recovery mode并烧写标准版本镜像

- TX2

sudo ./flash.sh jetson-tx2 mmcblk0p1

- AGX Xavier

sudo ./flash.sh jetson-xavier mmcblk0p1

3.2 下载我们的bsp包

cd $L4T_DIR

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

export RELEASE_PACK_DIR=$L4T_DIR/nvidia_jetson_veye_bsp

3.2.1 bsp包包括以下主要内容：
  • 预编译好的linux kernel：Image
  • 预编译好的不同平台下的dtb
  • driver源码
  • dts源码
  • i2c通信工具集

3.3 使用预编译好Image和DTB

  • 升级Image文件

无论是使用预编译好的程序还是使用自行编译出的Image：

- TX2

把新的Image拷贝的TX2的/boot/目录下。

在Jetson TX2板子上执行

sudo cp <path to your Image dir>/Image /boot/Image -f

- AGX Xavier

在Host PC执行

cd $L4T_DIR

sudo ./flash.sh -k kernel jetson-xavier mmcblk0p1

  • 烧写DTS分区，进入烧写模式，在Host PC执行

cp <path to your dtb dir>/dtbfilename $L4T_DIR/kernel/dtb/ -f

cd $L4T_DIR

- TX2

sudo ./flash.sh -r -k kernel-dtb jetson-tx2 mmcblk0p1

- AGX Xavier

sudo ./flash.sh -r -k kernel-dtb jetson-xavier mmcblk0p1

烧写完成后，断电重启。

3.4 使用源码进行编译

3.4.1 编译kernel
  • patch代码

cp $RELEASE_PACK_DIR/drivers_source/cs_imx307\ veye327/* $NVIDIA_PATH/drivers/media/i2c/

cp $RELEASE_PACK_DIR/drivers_source/kernel_csimx307veye327_config $L4T_DIR/sources/kernel/kernel-4.9/arch/arm64/configs/tegra_csimx307veye327_defconfig

  • 编译

cd $L4T_DIR/sources/kernel/kernel-4.9/

make ARCH=arm64 O=$TEGRA_KERNEL_OUT tegra_csimx307veye327_defconfig

make ARCH=arm64 O=$TEGRA_KERNEL_OUT Image -j4

编译完成的Image文件在 $TEGRA_KERNEL_OUT/arch/arm64/boot/Image，可以用于整体烧写，也可以用于动态升级。

以下用于整体烧写

sudo cp $TEGRA_KERNEL_OUT/arch/arm64/boot/Image $L4T_DIR/kernel/ -f

3.4.2 编译DTS
  • patch代码

- TX2

cp $RELEASE_PACK_DIR/TX2/JetPack_4.2.2_Linux_GA_P3310/dts\ dtb/common/t18x/* -r $TX2_DTS_PATH/

对于CS-MIPI-IMX307

cp $RELEASE_PACK_DIR/TX2/JetPack_4.2.2_Linux_GA_P3310/dts\ dtb/CS-MIPI-IMX307/tegra186-quill-p3310-1000-a00-00-base.dts $TX2_DTS_PATH/quill/kernel-dts/

对于VEYE-MIPI-327

cp $RELEASE_PACK_DIR/TX2/JetPack_4.2.2_Linux_GA_P3310/dts\ dtb/VEYE-MIPI-327/tegra186-quill-p3310-1000-a00-00-base.dts $TX2_DTS_PATH/quill/kernel-dts/

- AGX Xavier

cp $RELEASE_PACK_DIR/AGX-Xaviar/JetPack_4.2.2_Linux_GA_P2888/dts\ dtb/common/t19x/* -r $XAVIER_DTS_PATH/

对于CS-MIPI-IMX307

cp $RELEASE_PACK_DIR/AGX-Xaviar/JetPack_4.2.2_Linux_GA_P2888/dts\ dtb/CS-MIPI-IMX307/tegra194-p2888-0001-p2822-0000.dts $TX2_DTS_PATH/galen/kernel-dts/

对于VEYE-MIPI-327

cp $RELEASE_PACK_DIR/AGX-Xaviar/JetPack_4.2.2_Linux_GA_P2888/dts\ dtb/VEYE-MIPI-327/tegra194-p2888-0001-p2822-0000.dts $TX2_DTS_PATH/galen/kernel-dts/

  • 编译

cd $L4T_DIR/sources/kernel/kernel-4.9/

make ARCH=arm64 O=$TEGRA_KERNEL_OUT dtbs

cp $TEGRA_KERNEL_OUT/arch/arm64/boot/dts/tegra186-quill-p3310-1000-c03-00-base.dtb $L4T_DIR/kernel/dtb/

kernel和DTS编译完成后，可以按照上面的步骤升级Image和DTB。

4 应用和测试

4.1 系统状态检测

完成系统安装后，在Jetson TX2板端执行以下命令来检测是否正确连接摄像头。

  • VEYE-MIPI-327型号

dmesg | grep veye327  

应当有类似如下提示：

Detected VEYE327 sensor

subdev veye327 3X-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 csimx307  

应当有类似如下提示：

Detected CS307 sensor

subdev csimx307 3X-003b bound

此外，检查/dev/videoX设备节点，应当是存在的。

4.2 视频流软件包和测试

我们的摄像头模组，在TX2系统中映射为/dev/videoX设备节点。X值是按照detect的逻辑顺序[0-5]递增的。举例说，如果只接入一个摄像头，则X为0。如果接入5个，则X体现为[0-4]。

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

4.2.1 Gstreamer Usage
  • 视频预览1080p HD(硬件加速)

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 ! "video/x-raw,format=(string)UYVY, width=(int)1920, height=(int)1080" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! nvoverlaysink sync=false

  • 视频预览720p@60 HD(模组支持此分辨率时，硬件加速)

gst-launch-1.0 v4l2src ! "video/x-raw,format=(string)UYVY, width=(int)1280, height=(int)720, framerate=(fraction)60/1" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! nvoverlaysink sync=false

  • 并列预览两路视频 1080p HD(硬件加速)

WIDTH=960

HEIGHT=540

CAPS="video/x-raw,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 ! nvoverlaysink v4l2src device=/dev/video0 ! $CAPS ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420"! comp. v4l2src device=/dev/video1 ! $CAPS ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420"! comp.

  • 视频录像1080p HD（硬件加速）

gst-launch-1.0 v4l2src num-buffers=300 ! "video/x-raw,format=(string)UYVY, width=(int)1920, height=(int)1080" ! nvvidconv ! "video/x-raw(memory:NVMM),format=(string)I420" ! omxh264enc qp-range=20,20:20,20:-1,-1 ! matroskamux ! queue ! filesink location=videoname.mkv

  • 录像回放（硬件加速）

gst-launch-1.0 filesrc location=videoname.mkv ! matroskademux ! h264parse ! omxh264dec ! nvoverlaysink

  • 抓拍图片

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

4.3 视频控制软件包的使用

  • i2c bus说明：

ADP-N1共6个MIPI接口，对应的i2c地址为[30-35]。

dmesg 显示的3X部分一致。

subdev veye327 3X-003b bound

subdev csimx307 3X-003b bound

执行i2c控制脚本时，需使用-b选项来指明控制的对应摄像头。

  • VEYE-MIPI-327

具体使用说明请见：VEYE-MIPI-327 I2C脚本使用说明。

  • CS-MIPI-IMX307

具体使用说明请见：CS-MIPI-IMX307 I2C脚本使用说明。

5 瑞泰RTSO-9001的补充说明

5.1 硬件连接方法

CS-MIPI-IMX307 与瑞泰RTSO-9001（TX2）


与瑞泰RTSO-9001配套，需使用树莓派相机扩展板RTST-RPI转接板。

备注：当前版本的RTSO-9001的MIPI CSI-2接口供电能力不足以支撑我们摄像头的功率需求，需要额外5V供电给摄像头。上图中并未提现。

5.2 软件的补充说明

  • 针对瑞泰RTSO-9001,对应的目录为：

nvidia_jetson_veye_bsp\TX2\JetPack_4.2.2_Linux_RTSO-9001

  • 受与瑞泰公司协议限制，我方不发布源代码
  • 我方资料已提交瑞泰公司，建议客户与瑞泰联系获取完善版本的支持镜像

6 参考资料

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

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

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

TX2 user guide: link

北京瑞泰新时代公司网址：http://www.realtimes.cn/


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