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  • 發布時間:2020-10-05 19:04 原文鏈接: 解析OpenQCam樹莓派迷你開源相機(三)

    四、工作環境設置

    接下來可依需求安裝相關軟件,大部份安裝都在命令模式下進行,點擊畫面上左上方,黑色[ >_ ]的圖案,就會開啟一黑色窗口,進入命令(CMD)模式。請注意大部份的命令英文母大小寫是被認為不同文,所以不要打錯。

    4.1  更新系統

    雖然樹莓派的操作系統可能已是最新的,但其它依賴包(函式庫)就不一定,因此首先要更新樹莓派,輸入以下指令。

    sudo apt-get update

    sudo apt-get upgrade

    sudo rpi-update (更新樹莓派韌體,可忽略)

    sudo reboot (重新啟動)

    4.2  測試相機

    輸入下列指令,測試相機是否可正常拍照,執行后應會在同一目錄下產生test.jpg 的圖像文件。若無法取像,則需檢查相機的軟扁平電纜是否正確的插在連接座上沒有松脫。

    raspistill -o test.jpg

    4.3  安裝中文輸入法(選配,可不裝)

    這里推薦 SCIM,因為它支持的輸入法包括兩岸三地常見中文輸入法。當然如你有習慣的其它輸入法亦可安裝。

    sudo apt-get install scim scim-tables-zh scim-chewing

    4.4  安裝影音播放軟件 (本項目用不到,但建議安裝)

    由于之后可能會透過攝像頭錄制影片,為方便觀看影片建議可安裝名開源影音播放軟件 VLC。

    sudo apt-get install vlc

    4.5  安裝 OpenCV 及編譯程序必要依賴包

    OpenCV 是網絡上最多人使用的開源計算機視覺、圖像處理工具,功能與時俱進,內容包山包海,連最新的深度學習都有,目前(Dec. 2017)已到了 3.3 版,想多了解一下可參閱官網 https://opencv.org/ 。為了方便大家工作,建議大家直接用編譯好的 OpenCV 2.4.9 版就非常夠用了,安裝后包含 C, C++及 Python 都可使用。為加快各位上線時間請依序執行下面指令安裝 OpenCV 2.4.9 版即可,安裝時間頗長,請多一些耐性。

    sudo apt-get -y install build-essential cmake cmake-curses-guipkg-config

    sudo apt-get -y install libgtkglext1-dev

    sudo apt-get -y install libv4l-dev v4l-utils

    sudo apt-get -y install libopencv-dev python-opencv

    4.6 安裝樹莓派 GPIO 及接口驅動庫

    一般驅動樹莓派的GPIO(包括SPI, I2C, PWM…)有很多方式,網絡上提供很多免費工具包可驅動,亦可直接對位置寫入,由于本項目是用 C++語言完成,所以推薦采用BCM2835(樹莓派Pi Zero W的主芯片名稱為BCM2835)件包來驅動即可,可免去很多設定及變量使用問題。更進一步信息可參考官網。

    目前(Dec. 2017)最新版本為 1.52。請依以下步驟下載、解壓及安裝。另外,要注意的一點,這里用的 40pin GPIO,所以用程控時要選用 RPI_V2_GPIO_P1_X (X 表示第幾腳,而非 GPIO 編號)。

    wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.52.tar.gz

    tar zxvf bcm2835-1.52.tar.gz

    cd bcm2835-1.52

    ./configure

    make

    sudo make check

    sudo make install

    為使一開機相機就能啟用且可讓 OpenCV 直接驅動相機不必透過其它工具,所以要修改系統檔案,其步驟如下:

    cd /etc/modules-load.d/

    sudo nano modules.conf (這里使用內建文本編輯器 nano 進行編輯,亦可用其它文本編輯器)

    進入后在最后一行按下 ENTER,新增一空白行,加入bcm2835-v4l2。按下[Ctrl + W](兩鍵同時按)存檔,再按[Ctrl + X]離開,完成編輯工作,再輸入reboot 重新啟動完成所有系統環境設定。

    4.7 系統備份(選配,可自由決定)

    作到這里已大致完成系統環境建置,建議可再利用Win32 Disk Imager將系統備份。首先將 Pi Zero W 關機,抽出目前已正常工作的記憶卡,放入桌機或筆記本電腦記憶卡槽,啟動 Win32 Disk Imager,指定存盤之路徑及文件名,選擇欲備份的記憶卡驅動器號,按下[Read],耐心等待進度條到 100%,就完成備份。

    五、開源迷你相機 OpenQCam 系統開發

    接下來要開始說明如何進行程序開發。本項目是采 C++語言,原則上只須文本編輯器(可用內建 nano 或其它習慣編輯器)即可,不需窗口也不需要 IDE 環境就可獨立完成。若不習慣傳統文本編輯器的人,亦可在窗口環境點選文件名,按鼠標右鍵,啟用 Text Editor(類似 Windows 上的工具軟件-[筆記本]),即可進行編輯。另外,在Linux上知名的窗口開發整合環境軟件QT,經測試在Pi Zero W上執行非常卡,且和 OpenCV 有些許不兼容,若想使用其它 IDE 亦可。

    本項目目前僅支持 TFT LCD 320*240 像素(一般正常是直式顯示,目前默認用程序轉成橫式顯示),ILI9341 驅動 IC 之 SPI 接口,此類 LCD 在網絡上為主流產品很容易買到。程序中有提供顯示直式接口的函式,可自行修改。有其它顯示規格需求請上網查閱驅動 IC 數據手冊自行修改,但請注意改錯參數有可能造成 LCD 損壞。

    工作前,建議先建立一個 Project 目錄,再將本項目所有檔案下載該目錄下。接著,執行本項目已預建編譯指令批處理文件 go.sh 進行編譯,等待約 30 秒后即可完成,產生執行檔 camera,由于 BCM2835 須要較高權限,所以執行時要加上 sudo,完整操作如下所示。

    sudo ./go.sh (編譯程序)

    sudo ./camera (執行程序)

    執行后,攝像頭會自動取像并降低影像分辨率,從五百萬像素降至QVGA (320* 240 像素),LCD 上會同步顯示取像內容,在 LCD 左上角會顯示目前速度(取像加顯示),單位是 FPS(每秒幀數),正常狀況約有 15 ~ 18 FPS。當按下 SW1 時紅燈會亮,模擬快門按下后閃光燈會亮,畫面涷結 1 秒并自動存檔。按下 SW2 時綠燈會亮,并結束程序。

    本項目是做為后續利用 OpenCV 進行影像辨識的很好入門平臺,程序的相關批注詳見各程序原始碼。


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