ArmSom--摄像头开发指南(二）

一. 简介

RK3588从入门到精通

开发板：ArmSoM-W3

Kernel：5.10.160

OS：Debian11

上篇文档介绍了rockchip平台怎么配置MIPI-CSI的通路，本⽂主要介绍在Rockchip平台下Camera相关测试命令

二. 摄像头连接

ArmSoM-W3开发板与imx415连接图如下:

w3-camera-hardware

注意

排线的金属引脚朝向板子

三. 使用摄像头

连接摄像头模块并上电后，可查看开机日志。

如果没有报错，那表明模块在正常运行，在Linux系统中，你可以使用多种方法来访问和利用该摄像头设备。

3.1 使用命令行工具

media-ctl 和 v4l2-ctl 是在Linux环境下用于配置和管理视频和多媒体设备的命令行工具。它们通常与V4L2（Video for Linux 2）子系统一起使用，用于管理摄像头、视频采集卡、显示设备和其他多媒体硬件的设置和参数。

media-ctl工具的操作是通过/dev/medio0等media 设备，它管理的是Media的拓扑结构中各个节点的 format、大小、 链接。 v4l2-ctl工具则是针对/dev/video0，/dev/video1等 video设备，它在video设备上进行set_fmt、 reqbuf、qbuf、dqbuf、stream_on、stream_off 等一系列操作。

n为4的倍数(0,1,2,3…) /dev/videon+0：视频输出 SP主通道 /dev/videon+1：视频输出 MP自身通道 /dev/videon+2：3A统计 /dev/videon+3：3A参数设置

3.1.1 显示拓扑结构

使用以下命令可以显示拓扑结构：

media-ctl -p -d /dev/media0

主要关注的是有没有找到Sensor的Entity。如果没有找到Sensor的Entity，说明Sensor注册有问题。

开发板上接上摄像头后可以看到如下的输出：

3.2.2 查看摄像头信息

使用命令列出所有摄像头设备：

其中/dev/video11就是这个摄像头的设备。

查看设备的预览支持格式：

查看设备的所有信息：

3.2.3 显示图像

使用v4l2-ctl抓一帧图片：

参数说明：

-d： 摄像头对应设备文件 --set-fmt-video：指定了宽高及pxielformat(用FourCC表示)。NV12即用FourCC表示的pixelformat --stream-mmap：指定buffer的类型为mmap，即由kernel分配的物理连续的或经过iommu映射的buffer --stream-to：指定帧数据保存的文件路径 --stream-skip：指定丢弃(不保存到文件)前3帧 --stream-count：指定抓取的帧数，不包括--stream-skip丢弃的数量

抓取的图片使用adb工具拷贝到Windows下用7YUV工具打开，也可以用ffplay命令打开

ffplay是FFmpeg提供的一个极为简单的音视频媒体播放器（由ffmpeg库和SDL库开发），可以用于音视频播放、可视化分析 ，提供音视频显示和播放相关的图像信息、音频的波形等信息，也可以用作FFmpeg API的测试工具使用。

使用 ffplay 非常简单，只需在终端中运行以下命令来播放媒体文件：

ffplay /data/4k_nv12.yuv -f rawvideo -pixel_format nv12 -video_size 3840x2160

3.2.3 显示视频

使用v4l2可以录制视频：

使用ffplay播放：

ffplay -f rawvideo -video_size 3840x2160 -pixel_format nv12 out.yuv

3.3 使用多媒体框架应用程序

GStreamer：GStreamer是一种多媒体框架，你可以使用它来构建自定义的多媒体应用程序，捕获摄像头视频，进行处理和展示。

你可以使用以下GStreamer管道捕获视频：

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video11 ! video/x-raw,format=NV12,width=3840,height=2160,framerate=30/1 ! videoconvert ! autovideosink

1. v4l2src：从 /dev/video11 捕获视频数据。

2. video/x-raw：指定输出数据格式为原始视频，format 参数设置为 NV12，width 设置为 3840，height 设置为 2160，framerate 设置为 30fps。

3. videoconvert：执行格式转换，确保输出数据适用于后续的元素。

4. autovideosink：自动选择适当的视频输出插件，将视频显示在屏幕上。

显示如下：

camera-screenshot

注意：显示器的分辨率是1920x1080，摄像头的分辨率是3840x2160，导致如左上角画面显示不全，双击边框可以得到分辨率是1920x1080的画面。

下面有一个简单的Python示例，用于创建一个GStreamer管道并启动捕获视频可供参考：

3.4.自定义应用程序开发

特定的定制功能，一般是使用编程语言（如C++或Python）开发自己的摄像头应用程序

总的来说，应用程序通过API接口采集视频数据大致分为五个步骤：

首先，打开视频设备文件，进行视频采集的参数初始化，设置视频图像的采集窗口、采集的点阵大小和格式;

其次，申请若干视频采集的帧缓冲区，并将这些帧缓冲区从内核空间映射到用户空间，便于应用程序读取/处理视频数据;

第三，将申请到的帧缓冲区在视频采集输入队列排队，并启动视频采集;

第四，驱动开始视频数据的采集，应用程序从视频采集输出队列取出帧缓冲区，处理完后，将帧缓冲区重新放入视频采集输入队列，循环往复采集连续的视频数据;

第五，停止视频采集。

四. 结语

根据需求，选择最适合的方法来访问和使用摄像头设备，每个具体型号的摄像头可能有其独特的设置和要求，各个系统下的使用摄像头的方法也有很多，如果你有疑问或者需要帮助，可以在ArmSom论坛提出问题，与其他开发者分享经验和获取支持。