在树莓派上通过usb_cam将图像传输到笔记本电脑

本文介绍如何在运行Ubuntu 16.04和ROS kinetic的树莓派上,通过usb_cam将图像传送到装有Ubuntu 14.04和ROS indigo的笔记本电脑。首先在树莓派上安装并编译usb_cam包,解决可能出现的依赖问题。随后,参照链接进行主从机配置。在配置完成后,启动树莓派上的usb_cam,并可在笔记本上接收图像。

本文为博主原创,转载请标明原作者。 --一方风景


博主的树莓派安装的是Ubuntu16.04 mate   ROS kinetic版本    笔记本为Ubuntu14.04   ROS indigo版本


首先我们要在树莓派上下载usb_cam的包

cd ~/catkin_ws/src
git clone https://github.com/bosch-ros-pkg/usb_cam.git

下载完成之后编译

cd ~/catkin_ws
catkin_make

编译过程中可能会出现缺少依赖项而报错的问题

如果报错可以尝试安装以下几项(如果没有报错请忽略)

sudo apt-get install image_transport camera_info_manager libavcodec_dev libswscale_dev

接下来是配置笔记本和树莓派的主从机设置,可以参考白巧克力大神的博客,在此不再赘述

http://blog.youkuaiyun.com/heyijia0327/article/details/42065293


配置好主从机之后便可以开始测试了,先在树莓派上插上usb摄像头然后运行

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### 树莓派 USB 摄像头话题频率优化 在树莓派上使用 `usb_cam` 时,如果发现摄像头话题频率较低(如 10Hz),可以通过调整硬件配置和软件参数来优化性能。以下是一些可能的解决方案: #### 硬件优化 - **选择高性能树莓派型号**:树莓派 3 或更早版本的计算能力有限,可能导致摄像头处理速度下降。升级到树莓派 4 或更高版本可以显著提升性能[^1]。 - **使用高质量 USB 摄像头**:某些低成本 USB 摄像头可能不具备高效的帧率或分辨率支持。选择支持高帧率和低延迟的摄像头有助于提高话题频率。 - **减少外设负载**:确保树莓派上没有运行其他高负载任务(如音频处理或复杂计算),以释放更多资源用于摄像头数据流处理。 #### 软件优化 - **降低分辨率和帧率**:通过设置较低的分辨率和帧率,可以减轻树莓派的处理负担。例如,将分辨率从 1920x1080 降低到 640x480,或将帧率从 30fps 降低到 15fps[^2]。 ```bash roslaunch usb_cam usb_cam-test.launch image_width:=640 image_height:=480 fps:=15 ``` - **调整图像格式**:默认情况下,`usb_cam` 可能会使用较重的图像格式(如 JPEG)。尝试切换为更轻量的格式(如 RAW)以减少解码时间。 ```bash roslaunch usb_cam usb_cam-test.launch pixel_format:=yuyv ``` - **启用硬件加速**:如果摄像头支持硬件加速功能,可以通过驱动程序启用该功能以提升性能[^3]。 - **优化 ROS 节点配置**:确保 `usb_cam` 节点的发布频率与下游节点的需求匹配。例如,使用 `rostopic hz` 监控话题频率,并根据实际需求调整发布速率。 ```bash rostopic hz /usb_cam/image_raw ``` - **减少带宽占用**:如果使用网络传输摄像头数据,确保网络带宽充足。可以通过压缩图像数据来减少带宽占用。 ```python import cv2 import numpy as np def compress_image(image): _, buffer = cv2.imencode('.jpg', image, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 50]) return np.array(buffer).tobytes() ``` #### 其他建议 - **监控系统资源**:使用工具如 `top` 或 `htop` 查看树莓派的 CPU 和内存使用情况,确保没有其他进程占用过多资源。 - **更新驱动和固件**:确保树莓派的内核、USB 驱动和固件是最新的,以获得最佳兼容性和性能[^1]。 ```bash sudo apt update && sudo apt upgrade sudo rpi-update ``` ### 示例代码 以下是一个简单的 ROS 节点示例,用于测试并调整 `usb_cam` 的话题频率: ```python #!/usr/bin/env python import rospy from sensor_msgs.msg import Image def image_callback(msg): rospy.loginfo("Received an image with width: %d, height: %d", msg.width, msg.height) if __name__ == '__main__': rospy.init_node('usb_cam_test') rospy.Subscriber("/usb_cam/image_raw", Image, image_callback) rospy.spin() ``` 保存为 `usb_cam_test.py` 并运行: ```bash rosrun your_package_name usb_cam_test.py ``` ---
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