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CSI摄像头接口及在英创主板上的应用作者:黄志超    发布时间:2017-10-19 17:33:23    被阅览数:

  目前,英创公司在低成本核心板ESM6800的基础上,推出了支持摄像头的版本ESM6800V,ESM6800V是在ESM6800H的基础上,去掉了一路网口和6路扩展串口,增加了一路CSI(COMS Sensor Interface)信号接口。ESM6800V的其它系统及接口配置与ESM6800完全相同。CSI是一个标准的视频输出接口,视频处理芯片可以直接输出,不需要涉及到USB接口摄像头所需的视频压缩芯片以及USB接口芯片,所以较市面上普通的USB摄像头来说,CSI接口的摄像头更便宜,配合ESM6800V形成了一个低成本的图像应用方案。


  ESM6800的内核版本为Linux-4.1.15,同时英创公司在ESM6800上移植了基于xcb(X11)平台的Qt-5.8.0,关于Qt和X11的介绍,可以参考网站文章《ESM6802 X11桌面图形系统简介》。CSI摄像头选用Omnivision公司130万像素的ov9652(最高分辨率1280×1024)和500万像素的ov5640(最高分辨率2560×1920),在ESM6800V的系统中已经集成了这两款摄像头的驱动,并且能够自动识别并加载相应的驱动,加载驱动后会自动生成设备节点:“/dev/video0",应用程序可以操作该设备节点对摄像头进行图像的采集和控制。


  CSI摄像头都是用了V4L2驱动提供的标准API来操作的。Video for Linux 2简称V4L2,是V4L的改进版。本例中采集的图像分辨率为640×480,接下来就来介绍一下主要的操作,首先打开设备文件:

  int fd;

       fd=open("/dev/video0",O_RDWR);


  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:

  /*set the form of camera capture data*/

  tv_fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;      /*v4l2_buf_typea,camera must use V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE*/

  tv_fmt.fmt.pix.width = 640;                                        /*设置图形分辨率,水平:640 像素*/

  tv_fmt.fmt.pix.height = 480;                                       /*设置图形分辨率,垂直:480 像素*/

  tv_fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;   /*V4L2_PIX_FMT_YYUV*/

  tv_fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_NONE;                  /*V4L2_FIELD_NONE*/

  if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &tv_fmt)< 0)

  {

    fprintf(stderr,"VIDIOC_S_FMT set err\n");

    exit(-1);

    close(fd);

  }


  向驱动申请帧缓冲,一般不超过五个:

  struct v4l2_requestbuffers req;

  req.count=2;

  req.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  req.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;

  //申请帧缓冲

  ret=ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&req);

  if(ret<0)

  {

    printf("failture VIDIOC_REQBUFS\n");

    return -1;

  }


  将申请到的帧缓冲映射到用户空间,这样就能够直接操作帧缓冲了:

  for (n_buffers = 0; n_buffers < req.count; ++n_buffers)

  {

    struct v4l2_buffer buf;

    memset(&buf,0,sizeof(buf));

    buf.type =V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

    buf.memory =V4L2_MEMORY_MMAP;

    buf.index =n_buffers;

    // 查询序号为n_buffers 的缓冲区,得到其起始物理地址和大小

    if (-1 == ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf))

    {

      printf("failture VIDIOC_QUERYBUF\n");

      return -1;

    }

    buffers[n_buffers].length= buf.length;

    // 映射内存

    buffers[n_buffers].start=mmap (NULL,buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE ,MAP_SHARED,fd, buf.m.offset);

    if (MAP_FAILED == buffers[n_buffers].start)

    {

      printf("failture mmap\n");

      return -1;

    }

  }


  开始视频的采集:

  type =V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  ioctl (fd,VIDIOC_STREAMON, &type);


  struct v4l2_buffer camera_buf;

  CLEAR (camera_buf);

  camera_buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  camera_buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

  //取出一个缓冲帧

  i1 = ioctl (fd, VIDIOC_DQBUF, &usr_buf);

  if(i1<0)

  {

    printf("failture\n");

    return -1;

  }


  例程的效果如下:


CSI摄像头接口及在英创主板上的应用.gif


  所以通过这一套通用的V4L2接口来操作摄像头的工作流程就能够读取摄像头的数据了,基于CSI接口摄像头,英创公司提供了一套完整的应用方案,有兴趣的客户请点击下载:《ESM6800V支持CSI接口摄像头》

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