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郎中令2000年

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【OK210试用体验】之（五）——在Ubuntu12.04安装OpenCV2.4.9并实现USB摄像头C270图像采集

本帖最后由郎中令2000年于 2015-12-6 20:57 编辑

试用OK210开发板最初的目的，就是设计一款类人足球机器人的视觉识别系统。在接下来的试用实验中，我会一步步朝这个目标迈进。今天帖子的主要内容就是在Ubuntu12.04上安装图像处理软件OpenCV，并用简单的程序实现UVC摄像头C270的图像采集。
硬件平台：Windows7 64 bit + USB摄像头C270
软件平台：VMware8.0.2 + Ubuntu12.04 + arm-linux-gcc4.3.2 + OpenCV2.4.9

一、知识补充
1.什么是OpenCV
OpenCV是一款开源的图像处理库，于1999年由Intel公司发起和建立。OpenCV为Python、matlab等多种计算机语言提供了接口，它的库函数采用了C和C++编写，可以在Windows、Linux、Mac OS和Android等多种操作系统上面运行。采用OpenCV做图像处理，可以使显著提高编程效率。可以到http://www.sourceforge.net/projects/opencvlibrary 下载需要的版本。
2. UVC摄像头C270简介
C270摄像头是罗技公司生产的一款经典摄像头，采用CMOS感光器件，300万像素，USB2.0接口，手动实现对焦，支持RGB24和YUV422两种数据格式，最大帧数为15帧/秒。选用该摄像头的一个重要原因是，该摄像头是UVC（USB Video Class）摄像头。UVC是一个开放的标准，拥有维护良好的驱动，它属于内核代码的一部分。插入摄像头后就可以工作，而无须编译或安装额外的驱动。
查看自己手中的USB摄像头是否是UVC摄像头的方法如下：
（1）在终端输入lsu***，查看该摄像头的ID号；
（2）在网站http://www.ideasonboard.org/uvc/中比对显示的ID号，若“Status”一栏为“绿色的对号”则表示该摄像头为UVC摄像头。

二、安装OpenCV

1. 预备工作：

（1）安装交叉编译工具：arm-linux-gcc4.3.2，具体步骤参见本人试用贴之（三）——Ubuntu下安装gcc交叉编译器和hello.c的实现：https://bbs.elecfans.com/jishu_500508_1_1.html

（2）安装cmake。在终端输入安装指令：

sudo apt-get install cmake

待完成安装后，在终端输入以下指令，可以查看安装cmake的版本信息。

cmake --version

2. 安装步骤：

（1）更新和升级系统

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

（2）安装依赖项

sudo apt-get install pkg-config libgtk2.0-dev build-essential libjpeg-dev libtiff4-dev libjasper-dev libopenexr-dev python-dev python-numpy python-tk libtbb-dev libeigen3-dev yasm libfaac-dev libopencore-amrnb-dev libopencore-amrwb-dev libtheora-dev libvorbis-dev libxvidcore-dev libx264-dev libqt4-dev libqt4-opengl-dev sphinx-common texlive-latex-extra libv4l-dev libdc1394-22-dev libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev default-jdk ant libvtk5-qt4-dev

（3）下载并解压OpenCV2.4.9至Ubuntu12.04的用户目录下

cd ~
wget http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/opencv-unix/2.4.9/opencv-2.4.9.zip
unzip opencv-2.4.9.zip
cd opencv-2.4.9

（4）OpenCV 2.0之后的版本，必须使用CMake创建Makefile。我使用的CMake版本是2.8.7。最后的两个点“..”的意思是：当前目录在build文件夹里，所以在编译的时候需要回到OpenCV的主菜单。

mkdir build
cd build
cmake -D WITH_TBB=ON -D BUILD_NEW_PYTHON_SUPPORT=ON -D WITH_V4L=ON -D INSTALL_C_EXAMPLES=ON -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON -D BUILD_EXAMPLES=ON -D WITH_QT=ON -D WITH_OPENGL=ON -D WITH_VTK=ON ..

运行cmake的时候，会在终端出现依赖项的配置列表如下：

在以上的配置列表中，观察主要的依赖软件都已配置到位，如FFMPEG、QT、OPENGL和V4L2等，显示须为YES。

（5）编译和安装OpenCV2.4.9。make编译是一个漫长的过程，建议去小憩一会儿或者喝喝茶活动活动筋骨，待编译进度到100%之后，进行安装。安装需在root权限下进行。

make
sudo make install

（6）配置OpenCV。

sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf

输入库文件路径，保存并退出。

/usr/local/lib

（7）使库文件生效，在终端输入

sudo ldconfig

（8）设置环境变量

sudo gedit /etc/bash.bashrc

在最后加入以下两行代码

PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig
export PKG_CONFIG_PATH

保存，关闭环境变量设置文档。关闭终端，重启Ubuntu。至此，Ubuntu12.04下OpenCV2.4.9的安装结束。

三、验证OpenCV的安装：用USB摄像头实现图像采集。

实现步骤：

1. 打开终端，进入用户目录，创建webcam_capture.cpp

cd ~
gedit webcam_capture.cpp

2. 输入图像采集程序

#include "cxcore.h"
#include "highgui.h"
#include "cv.h"
using namespace std;
int main()
{
IplImage* pFrame = NULL;
cvNamedWindow("result", 1);
CvCapture* pCapture = cvCreateCameraCapture(-1);
cvSetCaptureProperty(pCapture,CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH,320);
cvSetCaptureProperty(pCapture,CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT,240);
while(true)
{
pFrame = cvQueryFrame( pCapture );
if(!pFrame) break;
char c = cvWaitKey(33);
if(c == 32) break;
cvShowImage("result", pFrame);
}
return 0;
}

3. 编译和运行

g++ webcam_capture.cpp -o webcam_capture `pkg-config --cflags --libs opencv`
./webcam_capture

4. 运行效果

四、问题总结

1. 关于OpenCV下的file.cpp文件编译指令，最常用的方法就是用“pkg-config”进行编译，其具体格式为

g++ file.cpp -o file `pkg-config --cflags --libs opencv`

其中，符号“`”并非单引号，而是数字键盘上和波浪线“~”在一起的那个点。

“pkg-config”工具主要有以下几个功能：（1）检查库的版本号，如果所需库的版本不能满足要求，会打印错误信息；（2）“--cflags”获得编译预处理的参数，如宏定义、头文件的位置；（3）“--libs”获得库及其它依赖库的位置，文件名和链接参数等。

可以在终端输入以下指令获得头文件和库文件的相关目录

pkg-config --cflags opencv
pkg-config --libs opencv

2. 在运行USB摄像头图像采集程序一段时间以后，会出现视频卡顿的现象，并在终端显示“select timeout”，我起初以为是分辨率设置的问题，所以分别设置了320*240、640*480、800*600等几种分辨率，运行之后仍然会出现卡顿。所以，也借这篇帖子在论坛求助，希望各位大神给出修改意见。

下次帖子的主要内容：将OpenCV移植到OK210开发。