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2024-07-03 23:23| 来源: 网络整理| 查看: 265

UP-MOBNET-Ⅱ型实验箱摄像机视频采集实验

文章目录实验箱型号实验内容和材料准备实验环境准备试验箱烧写linux系统redHat配置交叉编译环境 V4l2视频采集原理编写摄像机驱动程序和测试程序camer.hcamer.cmain.cMakefile 特别强调交叉编译驱动程序移植和演示程序

实验箱型号名称移动互联网教学科研平台Ⅱ型型号UP-MOBNET-Ⅱ编号03019024批号32017040520 实验内容和材料准备实验内容：实验了解v4l2视频采集过程和原理、熟悉试验箱开发环境和烧写流程、交叉编译原理和程序移植。硬件： UP-MobNet-II 型平台、12V 电源线、串口线、USB 数据线软件： Xshell、fastboot.exe、fastboot.bat、WinImage.exe

实验环境准备整体流程：实验环境准备实验箱Linux环境交叉编译环境交叉编译程序程序移植测试程序

试验箱烧写linux系统 UP-MobNet-II 型出厂程序烧写注：出厂烧写文件镜像及工具存放在光盘的 IMG 文件夹下！且 u-boot 一般用户无需更改，该烧写步骤可以略过。该试验箱u-boot不需要改动；出厂时BootLoader已经写好 1. 连线：将产品附带串口线一端连接到 PC 机端串口，另一端连接到 UP-MobNet-II 型平台串口 0(RS232-0 即开发板左侧起靠近网口的串口)上。将产品附带 USB 数据线连接 PC 机 USB 口与 UP-MobNet-II 型平台 OTG 接口。其中串口大概是4、电源开关是1、网线口是2、usb数据线口（OTG接口）是3

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2. 跳线：备注：核心板内侧为 1，外侧为 0，跳线模式出厂已经默认跳到 iNAND 模式，根据需要更改。这里试验箱跳线一般已经调好，不需要改动 3. 使用Xshell登录UP-MobNet-II 型系统串口终端

(如果这时间有需要安装驱动，在Win10中可以下载驱动精灵，其可以帮助管理所需要的驱动)

首先查看电脑的端口号: 电脑->管理->设备管理器（Win10需要在查看中打开显示隐藏设备）->端口（COM） Xshell连接UP-MobNet-II ： Xshell->文件->新建->连接->协议serial->串口->选择自己的COM->波特率115200->连接确定连接后，连接电源。按下 UP-MobNet-II 型平台左上角 POWER 电源键，系统上电。Xshell 进入开发板的 U-BOOT 功能界面(3秒等待)，(3秒内)按下回车，进入 U-BOOT 界面在 u-boot 界面下，输入 fastboot 命令. 因为该板子BootLoader出厂写好了不需要烧写 u-boot.bin 直接烧写系统镜像 zImage、rootfs_up4412.cramfs: 双击光盘/IMG/fastboot.bat 文件->选择'2'kernel 烧写 zImage(完成后)->选择‘3’system 烧写 rootfs_up4412.cramfs 完成烧写，重启实验平台，加载启动信息

如下图所示：

查看端口号：

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Xshell连接实验箱：

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进入Uboot模式

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使用fastboot工具

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烧写完成，加载启动信息

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redHat配置交叉编译环境将光盘中交叉编译工具的源码 arm-2009q3.tar.bz2 拷贝到/usr/local/arm(没有该目录就新建一个)目录下，并解压： #tar jxvf arm-2009q3.tar.bz2 2. 修改环境变量： #vim ~/.bashrc 在文件末添加 export PATH=/usr/local/arm/arm-2009q3/bin:$PATH 编译器安装成功。 #source ~/.bashrc 测试 arm-none-linux-gnueabi-gcc -v 注意，如果是64位Linux系统(ubuntu20)，需要再安装额外的一些软件。如下操作。 .安装32位库(64位系统需要) 因为ia32-libs数据库的问题需安装32位库依次执行下列命令即可 1. sudo dpkg --add-architecture i386 2. sudo apt-get update 3. sudo apt-get dist-upgrade ubuntu 20安装以上库之后，还是提示找不到arm-none-linux-gnueabi-gcc错误。之后安装libc6-i386库，解决问题。 apt-get install libc6-i386 测试 arm-none-linux-gnueabi-gcc -v

arm-none-linux-gnueabi-gcc -v

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V4l2视频采集原理打开视频设备设定属性设定采集方式处理数据关闭视频设备

采集方式打开视频设备后，可以设置该视频设备的属性，例如裁剪、缩放等。这一步是可选的。在Linux编程中，一般使用ioctl函数来对设备的I/O通道进行管理： extern int ioctl (int __fd, unsigned long int __request, …) __THROW; __fd：设备的ID，例如刚才用open函数打开视频通道后返回的cameraFd； __request：具体的命令标志符。在进行V4L2开发中，一般会用到以下的命令标志符：

VIDIOC_REQBUFS：分配内存 VIDIOC_QUERYBUF：把VIDIOC_REQBUFS中分配的数据缓存转换成物理地址 VIDIOC_QUERYCAP：查询驱动功能 VIDIOC_ENUM_FMT：获取当前驱动支持的视频格式 VIDIOC_S_FMT：设置当前驱动的频捕获格式 VIDIOC_G_FMT：读取当前驱动的频捕获格式 VIDIOC_TRY_FMT：验证当前驱动的显示格式 VIDIOC_CROPCAP：查询驱动的修剪能力 VIDIOC_S_CROP：设置视频信号的边框 VIDIOC_G_CROP：读取视频信号的边框 VIDIOC_QBUF：把数据放回缓存队列 VIDIOC_DQBUF：把数据从缓存中读取出来 VIDIOC_STREAMON：开始视频显示函数 VIDIOC_STREAMOFF：结束视频显示函数 VIDIOC_QUERYSTD：检查当前视频设备支持的标准，例如PAL或NTSC。这些IO调用，有些是必须的，有些是可选择的。操作流程 1. 打开设备文件。 int fd=open(”/dev/video0″,O_RDWR); 2. 取得设备的capability，看看设备具有什么功能，比如是否具有视频输入,或者音频输入输出等。VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability v4l2_std_id std; do { ret= ioctl(fd, VIDIOC_QUERYSTD, &std); } while (ret == -1 && errno == EAGAIN); switch (std) { case V4L2_STD_NTSC: //…… case V4L2_STD_PAL: //…… }

操作流程

打开设备文件。 int fd=open(”/dev/video0″,O_RDWR); 取得设备的capability，看看设备具有什么功能，比如是否具有视频输入,或者音频输入输出等。VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability v4l2_std_id std; do { ret= ioctl(fd, VIDIOC_QUERYSTD, &std); } while (ret == -1 && errno == EAGAIN); switch (std) { case V4L2_STD_NTSC: //…… case V4L2_STD_PAL: //…… } 选择视频输入，一个视频设备可以有多个视频输入。

VIDIOC_S_INPUT,struct v4l2_input(可不要)

设置视频的制式和帧格式，制式包括PAL，NTSC，帧的格式个包括宽度和高度等。 VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,struct v4l2_std_id,struct v4l2_format struct v4l2_format fmt; v4l2_format 结构如下： struct v4l2_format { enum v4l2_buf_type type; // 数据流类型，必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE union { struct v4l2_pix_format pix; struct v4l2_window win; struct v4l2_vbi_format vbi; __u8 raw_data[200]; } fmt; }; struct v4l2_pix_format { __u32 width; // 宽，必须是16 的倍数 __u32 height; // 高，必须是16 的倍数 __u32 pixelformat; // 视频数据存储类型，例如是YUV 4 ：2 ：2 还是RGB enum v4l2_field field; __u32 bytesperline; __u32 sizeimage; enum v4l2_colorspace colorspace; __u32 priv; };

样例：

memset ( &fmt, 0, sizeof(fmt) ); fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; fmt.fmt.pix.width = 320; fmt.fmt.pix.height = 240; fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_JPEG; if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) 8)&0xFF,(cap.version)&0xFF); //选择视频输入 struct v4l2_input input; CLEAN(input); input.index = 0; if ( ioctl_(fd, VIDIOC_S_INPUT,&input) == -1){ printf("VIDIOC_S_INPUT IS ERROR! LINE:%d\n",__LINE__); return -1; } /*查看摄像头支持的视频格式*/ struct v4l2_fmtdesc fmtdesc; // struct v4l2_frmsizeenum frmsize; fmtdesc.index = 0; fmtdesc.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; printf("fm:\n"); while(ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc) != -1){ //列举出所有支持的格式 printf("%d.%s %c%c%c%c\n", fmtdesc.index + 1, fmtdesc.description, fmtdesc.pixelformat & 0xFF, (fmtdesc.pixelformat >> 8) & 0xFF, (fmtdesc.pixelformat >> 16) & 0xFF, (fmtdesc.pixelformat >> 24) & 0xFF); #if 0 frmsize.pixel_format = fmtdesc.pixelformat; frmsize.index = 0; while(ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &frmsize) != -1){ printf("%dx%d\n",frmsize.discrete.width, frmsize.discrete.height); frmsize.index++; } #endif fmtdesc.index++; } /*查看摄像头支持的分辨率*/ //设置帧格式 struct v4l2_format fmt; CLEAN(fmt); fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; fmt.fmt.pix.width = WIDTH; fmt.fmt.pix.height = HEIGHT; //视频格式 // fmt.fmt.pix.pixelformat = pixformat; fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YVU420; // fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED; if (ioctl_(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) == -1) { printf("VIDIOC_S_FMT IS ERROR! LINE:%d\n",__LINE__); return -1; } fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_PRIVATE; if (ioctl_(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) == -1){ printf("VIDIOC_S_FMT IS ERROR! LINE:%d\n", __LINE__); return -1; } //查看帧格式 fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; if ( ioctl_(fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) == -1){ printf("VIDIOC_G_FMT IS ERROR! LINE:%d\n", __LINE__); return -1; } printf("width:%d\nheight:%d\npixelformat:%c%c%c%c field:%d\n", fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height, fmt.fmt.pix.pixelformat & 0xFF, (fmt.fmt.pix.pixelformat >> 8) & 0xFF, (fmt.fmt.pix.pixelformat >> 16) & 0xFF, (fmt.fmt.pix.pixelformat >> 24) & 0xFF, fmt.fmt.pix.field ); #if 0 /*设置流相关　　帧率*/ struct v4l2_streamparm parm; CLEAN(parm); parm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; parm.parm.capture.capability = V4L2_CAP_TIMEPERFRAME; //是否可以被timeperframe参数控制帧率 parm.parm.capture.timeperframe.denominator = 30; //时间间隔分母 parm.parm.capture.timeperframe.numerator = 1; //分子 if (ioctl_(fd, VIDIOC_S_PARM, &parm) == -1){ // printf("VIDIOC_S_PARM IS ERROR! \n"); perror("VIDIOC_S_PARM"); return -1; } if (ioctl_(fd, VIDIOC_G_PARM, (struct v4l2_streamparm*)&parm) == -1){ printf("VIDIOC_G_PARM IS ERROR! \n"); return -1; } #endif #if 1 /*YUYV*/ __u32 min = fmt.fmt.pix.width * 2; if ( fmt.fmt.pix.bytesperline Mail: [email protected] > Created Time: 2020年11月21日星期六 18时46分19秒 ************************************************************************/ #include #include"camer.h" #define DEVICE_NAME "/dev/video0" #define FILE_NAME "./out.yuv" int main(int argc,char *argv[]) { int ret = 0; int i; ret = open_device(DEVICE_NAME); if (ret == -1) exit(EXIT_FAILURE); open_file(FILE_NAME); init_device(); init_mmap(); start_stream(); for (i = 0 ; i

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