mirror of
https://github.com/CopterExpress/clover.git
synced 2026-05-26 11:43:25 +00:00
22e74febd6
* Added the gsreamer's section in duocam_setup.md Added the section on how to modify video using GStreamer * Edit Co-authored-by: Oleg Kalachev <okalachev@gmail.com>
337 lines
17 KiB
Markdown
337 lines
17 KiB
Markdown
# Настройка и трансляция изображения с DuoCam
|
||
|
||
DuoCam включает в себя две камеры: визуальная камера VEYE-MIPI-327E ([MIPI Camera](http://www.veye.cc/en/product/mipi-camera/veye-mipi-327e/)) и тепловизор HT-201 ([HTI Thermal Camera HT-201](https://hti-instrument.com/products/ht-201-mobile-phone-thermal-imager)). В этой статье мы рассмотрим, как установить их драйвера, настроить RTSP-трансляцию и вывести изображение с камер в ROS-топики.
|
||
|
||
Для начала подготовьте Raspberry Pi 4 со свежим [образом Клевера](image.md). Подключите Raspberry к Wi-Fi роутеру с интернетом по инструкции в статье "[Настройка Wi-Fi](network.md)".
|
||
|
||
> **Hint** Есть альтернативный, устаревший, но более простой способ подключения к Wi-Fi-роутеру. Для этого в файл `/etc/network/interfaces` нужно добавить строчки:
|
||
>
|
||
> ```
|
||
> auto wlan0
|
||
> allow-hotplug wlan0
|
||
> iface wlan0 inet dhcp
|
||
> wpa-ssid "Your Wi-Fi's Name"
|
||
> wpa-psk "Your Wi-Fi's Password"
|
||
> ```
|
||
|
||
Подключите к Raspberry Pi камеры VEYE-MIPI-327E и тепловизора HT-201:
|
||
|
||
|
||
|
||
## Установка драйвера камеры VEYE-MIPI-327E
|
||
|
||
> **Info** Основная статья: http://wiki.veye.cc/index.php/V4L2_mode_for_Raspberry_Pi
|
||
|
||
Для начала обновите информацию о пакетах командой:
|
||
|
||
```bash
|
||
sudo apt update
|
||
```
|
||
|
||
Далее выполните команды для установки драйвера камеры:
|
||
|
||
```bash
|
||
git clone https://github.com/veyeimaging/raspberrypi_v4l2.git
|
||
cd raspberrypi_v4l2/release/
|
||
chmod +x *
|
||
sudo ./install_driver.sh veye327
|
||
```
|
||
|
||
> **Info** Важно, чтобы версия ядра Linux поддерживалась разработчиками драйвера камеры. Узнать свою версию ядра можно командой `uname -r`. Список поддерживаемых версий ядра Linux можно посмотреть в [репозитории драйвера для камеры VEYE-MIPI-327E](https://github.com/veyeimaging/raspberrypi_v4l2/tree/main/release/driver_bin). Откатиться на более старую версию ядра можно командой `sudo rpi-update commit-id` где вместо `commit-id` нужно подставить ID коммита с нужной версией ядра, список всех коммитов можно посмотреть [тут](https://github.com/Hexxeh/rpi-firmware/commits/master). Например, команда `sudo rpi-update 1fad1d2beceaaf96e84e3f5caa79f52b87332e89` откатывает ядро Linux к версии 5.10.52.
|
||
|
||
Перезагрузите Raspberry Pi командой `sudo reboot`. После перезагрузки проверьте, что драйвер установился корректно с помощью команд:
|
||
|
||
```bash
|
||
dmesg | grep veye
|
||
v4l2-ctl --list-devices
|
||
v4l2-ctl -d /dev/video0 -V --info --list-formats-ext
|
||
```
|
||
|
||
## Установка драйвера тепловизора Seek Thermal CompactPRO
|
||
|
||
Драйвер для тепловизора HT-201 такой же, как и для тепловизора Seek Thermal CompactPRO.
|
||
|
||
Сначала установите необходимые пакеты командой:
|
||
|
||
```bash
|
||
sudo apt install cmake libopencv-dev libusb-1.0-0-dev v4l2loopback-utils -y
|
||
```
|
||
|
||
Далее выполните следующие команды для установки драйвера тепловизора:
|
||
|
||
```bash
|
||
git clone https://github.com/OpenThermal/libseek-thermal.git
|
||
cd libseek-thermal
|
||
mkdir build
|
||
cd build
|
||
cmake ..
|
||
make
|
||
sudo make install
|
||
sudo ldconfig
|
||
```
|
||
|
||
Далее создайте файл `/etc/udev/rules.d/seekpro.rules` и добавьте в него одну строчку:
|
||
|
||
```
|
||
SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="289d", ATTRS{idProduct}=="0011", MODE="0666", GROUP="users"
|
||
```
|
||
|
||
Далее в файл `/etc/modules` добавьте строчку:
|
||
|
||
```
|
||
v4l2loopback
|
||
```
|
||
|
||
Далее создайте файл `/etc/modprobe.d/v4l2loopback.conf` и добавляем в него одну строчку:
|
||
|
||
```
|
||
options v4l2loopback devices=1 exclusive_caps=1 video_nr=5 card_label="Thermal-camera"
|
||
```
|
||
|
||
Далее выполните апдейт системы и перезагрузитесь:
|
||
|
||
```
|
||
sudo update-initramfs -c -k $(uname -r)
|
||
sudo reboot
|
||
```
|
||
|
||
После перезагрузки проверьте, что в системе появился интерфейс `/dev/video5`:
|
||
|
||
```
|
||
v4l2-ctl --list-devices
|
||
```
|
||
|
||
Далее нам нужно настроить автозапуск видео с тепловизора при включении Raspberry Pi. Для этого в домашней директории создайте файл `duocam_autostart.sh` и добавьте в него команду для запуска видео с тепловизора Seek Thermal CompactPRO:
|
||
|
||
```
|
||
seek_viewer --camtype=seekpro --colormap=1 --rotate=0 --mode=v4l2 --output=/dev/video5
|
||
```
|
||
|
||
> **Hint** Чтобы изображение с тепловизора имело красно-синюю раскраску используйте значение параметра `--colormap=2`.
|
||
|
||
Чтобы корректно запускать файл, необходимо присвоить ему соответствующие флаги доступа.
|
||
|
||
```bash
|
||
chmod a+x duocam_autostart.sh
|
||
```
|
||
|
||
Для того, чтобы видео с тепловизора запускалась каждый раз при включении системы, необходимо создать стартап-скрипт с помощью менеджера systemd. Создайте файл `/etc/systemd/system/duocam.service` и запишите в него соответствующие строки:
|
||
|
||
```
|
||
[Unit]
|
||
Description=DuoCam
|
||
|
||
[Service]
|
||
ExecStart=/bin/bash /home/pi/duocam_autostart.sh
|
||
|
||
[Install]
|
||
WantedBy=multi-user.target
|
||
```
|
||
|
||
Осталось только инициализировать ваш скрипт в системе и он будет запускаться при каждом ее включении.
|
||
|
||
```bash
|
||
sudo systemctl enable duocam.service
|
||
```
|
||
|
||
Перезагрузите Raspberry Pi командой `sudo reboot`. Проверьте, что видео с тепловизора доступно в интерфейсе `/dev/video5`:
|
||
|
||
```
|
||
v4l2-ctl -d /dev/video5 -V --info --list-formats-ext
|
||
```
|
||
|
||
## Трансляция видео по RTSP
|
||
|
||
Чтобы запустить RTSP-трансляцию сначала нужно установить утилиту `gst-rtsp-launch`:
|
||
|
||
```
|
||
sudo apt install gst-rtsp-launch -y
|
||
```
|
||
|
||
Трансляция с тепловизора, разрешение 320x240:
|
||
|
||
```
|
||
gst-rtsp-launch "( v4l2src device=/dev/video5 ! video/x-raw,width=320,height=240 ! videoconvert ! v4l2h264enc output-io-mode=4 extra-controls=\"encode,frame_level_rate_control_enable=1,h264_profile=4,h264_level=13,video_bitrate=500000,h264_i_frame_period=5;\" ! rtph264pay name=pay0 pt=96 )"
|
||
```
|
||
|
||
Трансляция с камеры VEYE-MIPI-327E, разрешение 1920x1080:
|
||
|
||
```
|
||
gst-rtsp-launch "( v4l2src device=/dev/video0 ! video/x-raw,format=UYVY,width=1920,height=1080,framerate=30/1 ! v4l2h264enc output-io-mode=4 extra-controls=\"encode,frame_level_rate_control_enable=1,h264_profile=4,h264_level=13,video_bitrate=6000000,h264_i_frame_period=5;\" ! rtph264pay name=pay0 pt=96 )"
|
||
```
|
||
|
||
Трансляция с камеры VEYE-MIPI-327E, разрешение 1280x720:
|
||
|
||
```
|
||
gst-rtsp-launch "( v4l2src device=/dev/video0 ! video/x-raw,format=UYVY,width=1920,height=1080,framerate=30/1 ! videoscale ! video/x-raw, width=1280, height=720 ! v4l2h264enc output-io-mode=4 extra-controls=\"encode,frame_level_rate_control_enable=1,h264_profile=4,h264_level=13,video_bitrate=4000000,h264_i_frame_period=5;\" ! rtph264pay name=pay0 mtu=1024 pt=96 )"
|
||
```
|
||
|
||
Трансляция с обеих камер, "картинка в картинке", разрешение 1280x720:
|
||
|
||
```
|
||
gst-rtsp-launch "( v4l2src device=/dev/video0 ! video/x-raw,format=UYVY,width=1920,height=1080,framerate=(fraction)30/1 ! videoscale ! video/x-raw,width=1280,height=720 ! queue ! mix. v4l2src device=/dev/video5 ! video/x-raw,width=320,height=240 ! queue ! videomixer name=mix ! v4l2h264enc output-io-mode=4 extra-controls=\"encode,frame_level_rate_control_enable=1,h264_profile=4,h264_level=13,video_bitrate=4000000,h264_i_frame_period=5;\" ! rtph264pay name=pay0 pt=96 )"
|
||
```
|
||
|
||
Трансляция с обеих камер, "картинка в картинке", с обрезкой изображения тепловизора по краям, разрешение 1280x720:
|
||
|
||
```
|
||
gst-rtsp-launch "( v4l2src device=/dev/video0 ! video/x-raw,format=UYVY,width=1920,height=1080,framerate=(fraction)30/1 ! videoscale ! video/x-raw,width=1280,height=720 ! queue ! mix. v4l2src device=/dev/video5 ! video/x-raw,width=320,height=240 ! videoscale ! video/x-raw, width=640, height=480 ! videocrop top=60 left=180 right=140 bottom=100 ! queue ! videomixer name=mix ! v4l2h264enc output-io-mode=4 extra-controls=\"encode,frame_level_rate_control_enable=1,h264_profile=4,h264_level=13,video_bitrate=4000000,h264_i_frame_period=5;\" ! rtph264pay name=pay0 pt=96 )"
|
||
```
|
||
|
||
Смотреть трансляцию можно, например, в QGroundControl указав в настройках:
|
||
|
||
|
||
|
||
> **Hint** Для того, чтобы трансляция запускалась автоматически при включении Raspberry Pi добавьте нужную команду запуска трансляции в файл `duocam_autostart.sh`.
|
||
|
||
## Создание ROS-топиков с изображениями с камер
|
||
|
||
Чтобы доступ к изображению с камер был доступен через ROS-топики, нужно создать для обоих камер launch-файлы для запуска в пакете `clover`.
|
||
|
||
Для камеры VEYE-MIPI-327E создайте файл `~/catkin_ws/src/clover/clover/launch/front_camera.launch` и добавьте в него следующий текст:
|
||
|
||
```xml
|
||
<launch>
|
||
<!-- camera nodelet manager -->
|
||
<node pkg="nodelet" type="nodelet" name="front_camera_nodelet_manager" args="manager" output="screen" clear_params="true" respawn="true">
|
||
<param name="num_worker_threads" value="2"/>
|
||
</node>
|
||
|
||
<!-- camera node -->
|
||
<node pkg="nodelet" type="nodelet" name="front_camera" args="load cv_camera/CvCameraNodelet front_camera_nodelet_manager" clear_params="true" respawn="true">
|
||
<!-- v4l2 device -->
|
||
<param name="device_id" value="0"/>
|
||
|
||
<!-- camera FPS -->
|
||
<param name="cv_cap_prop_fps" value="30"/>
|
||
|
||
<!-- camera resolution -->
|
||
<param name="image_width" value="1920"/>
|
||
<param name="image_height" value="1080"/>
|
||
</node>
|
||
</launch>
|
||
```
|
||
|
||
Для тепловизора создайте файл `~/catkin_ws/src/clover/clover/launch/thermal_camera.launch` и добавьте в него следующий текст:
|
||
|
||
```xml
|
||
<launch>
|
||
<!-- v4l2 device -->
|
||
<arg name="thermal_device" default="/dev/video5"/>
|
||
|
||
<!-- camera nodelet manager -->
|
||
<node pkg="nodelet" type="nodelet" name="thermal_camera_nodelet_manager" args="manager" output="screen" clear_params="true" respawn="true">
|
||
<param name="num_worker_threads" value="2"/>
|
||
</node>
|
||
|
||
<!-- camera node -->
|
||
<node pkg="nodelet" type="nodelet" name="thermal_camera" args="load cv_camera/CvCameraNodelet thermal_camera_nodelet_manager" launch-prefix="rosrun clover waitfile $(arg thermal_device)" clear_params="true" respawn="true">
|
||
<param name="device_path" value="$(arg thermal_device)"/>
|
||
|
||
<!-- camera FPS -->
|
||
<param name="cv_cap_prop_fps" value="30"/>
|
||
|
||
<!-- camera resolution -->
|
||
<param name="image_width" value="320"/>
|
||
<param name="image_height" value="240"/>
|
||
</node>
|
||
</launch>
|
||
```
|
||
|
||
Далее отредактируйте файл `~/catkin_ws/src/clover/clover/launch/clover.launch`. Установите параметры `main_camera` и `optical_flow` в значение `false`:
|
||
|
||
```xml
|
||
<arg name="main_camera" default="false"/>
|
||
<arg name="optical_flow" default="false"/>
|
||
```
|
||
|
||
Добавьте два новых параметра для новых камер:
|
||
|
||
```xml
|
||
<arg name="front_camera" default="true"/>
|
||
<arg name="thermal_camera" default="true"/>
|
||
```
|
||
|
||
После секции `<!-- main camera -->` добавьте включение новых камер:
|
||
|
||
```xml
|
||
<!-- front camera -->
|
||
<include file="$(find clover)/launch/front_camera.launch" if="$(arg front_camera)"/>
|
||
|
||
<!-- thermal camera -->
|
||
<include file="$(find clover)/launch/thermal_camera.launch" if="$(arg thermal_camera)"/>
|
||
```
|
||
|
||
Теперь осталось только перезагрузить сервис `clover` командой:
|
||
|
||
```bash
|
||
sudo systemctl restart clover
|
||
```
|
||
|
||
И новые топики с камерами появятся в списке:
|
||
|
||
|
||
|
||
## Обработка изображения с камер с помощью GStreamer
|
||
|
||
Изображение с камер можно обрабатывать как методами OpenCV, так и GStreamer. С помощью GStreamer можно, например, обрезать или изменить размер кадра. В этом разделе расскажем, как изменить разрешение передней камеры с 1920х1080 на 1280х720, а также вырезать из изображения с тепловизора (обрезать края кадра) в центральной части квадрат размером 120х120 и растянуть его до 240х240.
|
||
|
||
Для начала нам нужно создать еще 2 виртуальных видеоустройства, куда мы направим вывод с GStreamer. В файле `/etc/modprobe.d/v4l2loopback.conf` измените содержимое на:
|
||
|
||
```
|
||
options v4l2loopback devices=3 exclusive_caps=1 video_nr=5,6,7 card_label="Thermal-camera,Thermal-scale,Front-scale"
|
||
```
|
||
|
||
Теперь нам нужно добавить непосредственно команды GStreamer, которые делают то, что нам нужно. Для этого в файле `duocam_autostart.sh` измените содержимое на:
|
||
|
||
```bash
|
||
seek_viewer --camtype=seekpro --colormap=1 --rotate=0 --mode=v4l2 --output=/dev/video5 &
|
||
|
||
sleep 10
|
||
|
||
gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video5 ! video/x-raw,width=320,height=240 ! videoconvert ! videocrop top=30 left=90 right=70 bottom=50 ! videoscale ! video/x-raw, width=240, height=240 ! tee ! v4l2sink device=/dev/video6 &
|
||
|
||
gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 ! video/x-raw,format=UYVY,width=1920,height=1080,framerate=30/1 ! videoscale ! video/x-raw, width=1280, height=720 ! tee ! v4l2sink device=/dev/video7
|
||
```
|
||
|
||
В заключение измените содержимое файла `~/catkin_ws/src/clover/clover/launch/front_camera.launch` на следующий текст:
|
||
|
||
```xml
|
||
<launch>
|
||
<!-- v4l2 device -->
|
||
<arg name="front_device" default="/dev/video7"/>
|
||
|
||
<!-- camera nodelet manager -->
|
||
<node pkg="nodelet" type="nodelet" name="front_camera_nodelet_manager" args="manager" output="screen" clear_params="true" respawn="true">
|
||
<param name="num_worker_threads" value="2"/>
|
||
</node>
|
||
|
||
<!-- camera node -->
|
||
<node pkg="nodelet" type="nodelet" name="front_camera" args="load cv_camera/CvCameraNodelet front_camera_nodelet_manager" clear_params="true" respawn="true">
|
||
<!-- v4l2 device -->
|
||
<param name="device_path" value="$(arg front_device)"/>
|
||
</node>
|
||
</launch>
|
||
```
|
||
|
||
А также измените содержимое файла `~/catkin_ws/src/clover/clover/launch/thermal_camera.launch` на следующий текст:
|
||
|
||
```xml
|
||
<launch>
|
||
<!-- v4l2 device -->
|
||
<arg name="thermal_device" default="/dev/video6"/>
|
||
|
||
<!-- camera nodelet manager -->
|
||
<node pkg="nodelet" type="nodelet" name="thermal_camera_nodelet_manager" args="manager" output="screen" clear_params="true" respawn="true">
|
||
<param name="num_worker_threads" value="2"/>
|
||
</node>
|
||
|
||
<!-- camera node -->
|
||
<node pkg="nodelet" type="nodelet" name="thermal_camera" args="load cv_camera/CvCameraNodelet thermal_camera_nodelet_manager" launch-prefix="rosrun clover waitfile $(arg thermal_device)" clear_params="true" respawn="true">
|
||
<param name="device_path" value="$(arg thermal_device)"/>
|
||
</node>
|
||
</launch>
|
||
```
|
||
|
||
После перезагрузки Raspberry Pi в топиках с камерами будут обработанные изображения.
|