ROS下UVC免驱高速摄像头图像读取以及利用image_transport进行图像传递

最新推荐文章于 2024-01-25 01:52:20 发布

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本文介绍了一款常见高速摄像头模块ov2710及其在ROS下的应用实践。该模块支持1080p30fps、720p60fps及VGA120fps高速拍摄，通过v4l2库实现高速图像读取。文章提供了ROS环境下配置与使用的详细步骤，包括源码编译、参数调整及图像压缩与解压的方法。

网上可以买到很多高速摄像头模块，常见的就是这个ov2710模组，采用uvc免驱，号称在1080p 30fps，720p 60fps以及VGA 120fps。

值得是注意的是，这些高速模式都是在MJPG模式下运行，获取的并非标准的非压缩RGB图像。采用标准的opencv读取方式，如cvGrabFrame()+cvQueryFrame()或者VideoCapture::grab()+VideoCapture::retrieve()等，即使是在VGA分别率下也仅能获得30fps的数据。因此为了获得高速图像，就需要采用v4l2的库进行图像读取。

为了避免从头学起，推荐使用下面的ROS下的uvc摄像头读取程序，十分简单易用。

https://github.com/toNeptune9/Uvc_camera

下载后，将文件放到ROS的工作空间中，一般为~/catkin_ws/src/。

然后在工作空间的根目录下（~/catkin_ws）进行编译：

catkin_make

编译成功后，进入uvc_camera的launch目录下，对example.launch文件进行编辑：

在这里可以看到，这个launch文档的默认模式就是VGA 120fps，并且将图像发布到了example_node/compressed这个主题中，所以可以直接启动：

roslaunch uvc_camera example.launch

再用rostopic命令看一下example_node/compressed这个主题的数据刷新率，应该是99fps左右。

通过调节其他参数可以发现，改变曝光时间exposure_absolute可以影响刷新率，但99fps已经是能够运行的最快的刷新率了，增大exposure_absolute将导致刷新率降低，但是减小exposure_absolute已经不会提升刷新率了。

有一点需要注意，uvc_camera采用的是ROS中最常用的image_transport实现图像的传输，这个包可以发布三种不同的主题类型：

【1】sensor_msgs::image 用于非压缩的RGB图像传输

【2】sensor_msgs::compressedimage 用于JPEG或PNG格式的压缩图像的传输

【3】theora_image_transport/Packet 用于采用theora codec压缩的视频图像传输

上面的提到的uvc_camera包支持普通RGB图像、MJPG图像和YUV图像，而高速传输仅支持MJPG图像，所以这里为了获得高速图像，只能采用compressedimage格式。

然而有时为了处理图像，我么有需要把压缩后的图像还原成普通RGB图像。

下面提供了两种方法：

【1】第一种方法是直接在callback函数里使用cv::imdecode(cv::Mat(msg->data),1)，这样就可以转换成cv::Mat格式的图像了。这种方法适用于尽在一个包里对图像进行处理。

【2】第二种方法采用的是republish这个包，这一方法可以一次为多个包提供数据转换：

republish compressed in:=/image_raw raw out:=/cam/image_raw

对于第二种方法，在launch文件中则可如下写：（编辑器的原因最开始的<和最后的/>被省略）

node name="republish0" type="republish" pkg="image_transport" output="screen" args="compressed in:=/image_raw raw out:=/cam/image_raw"

对于双目应用，则可以通过改变node name，启动多个包，如下：

node name="republish0" type="republish" pkg="image_transport" output="screen" args="compressed in:=/left/camera raw out:=/left/camera/image_raw"

node name="republish0" type="republish" pkg="image_transport" output="screen" args="compressed in:=/left/camera raw out:=/left/camera/image_raw"