【Ubuntu】虚拟机安装USB摄像头ROS驱动 usb_cam(最新方法)

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文章目录

  • 引言
  • 一、源码安装方法
    • [1.1 下载摄像头驱动usb_cam](#1.1 下载摄像头驱动usb_cam)
    • [1.2 查找FFmpeg库路径](#1.2 查找FFmpeg库路径)
    • [1.3 添加FFmpeg库路径到CMakeLists.txt](#1.3 添加FFmpeg库路径到CMakeLists.txt)
    • [1.4 编译usb_cam包](#1.4 编译usb_cam包)
    • [1.5 修改usb_cam驱动配置](#1.5 修改usb_cam驱动配置)
    • [1.6 修改launch文件](#1.6 修改launch文件)
  • 二、软件包安装方法
    • [2.1 安装ROS Melodic版本的usb_cam](#2.1 安装ROS Melodic版本的usb_cam)
    • [2.2 安装相机标定功能包](#2.2 安装相机标定功能包)
    • [2.3 安装UVC相机功能包](#2.3 安装UVC相机功能包)
    • [2.4 启动摄像头节点](#2.4 启动摄像头节点)
    • [2.5 处理摄像头连接问题](#2.5 处理摄像头连接问题)
    • [2.6 相机启动警告处理](#2.6 相机启动警告处理)
    • [2.7 相机标定方法](#2.7 相机标定方法)
    • [2.8 查看相机话题和数据](#2.8 查看相机话题和数据)
  • 三、总结
  • 参考资料

引言

usb_cam是针对USB摄像头的ROS驱动包,简单来说就是得有这个功能包,才能在ROS中把摄像头打开。但是官网给出的目前最新版 usb_cam 已不再支持 ROS1,因此若想在 ubuntu18.04 上安装摄像头驱动 usb_cam,则需修改配置文件, 本篇博客介绍具体操作。

本篇博客提供两种安装方法:源码安装方法、软件包安装方法。


一、源码安装方法

1.1 下载摄像头驱动usb_cam

下载usb_cam文件见本博客置顶的资源。

参考以下方法,将下载到主机的驱动文件发送到虚拟机Ubuntu中:

windows主机和ubuntu互传文件的4种方法

虚拟机共享文件位置 /mnt/hgfs/Share

从官网下载的usb_cam切换到支持ROS1的master分支。

shell 复制代码
git clone https://github.com/ros-drivers/usb_cam.git
cd usb_cam
git checkout master

编译usb_cam会报错,提示链接不到FFmpeg相关的库文件

因此通过添加FFmpeg库路径到LD_LIBRARY_PATH来解决这些错误。

1.2 查找FFmpeg库路径

查找编译所需的文件位置

bash 复制代码
locate libavcodec.so

编辑~/.bashrc文件:打开终端,输入

css 复制代码
sudo nano ~/.bashrc

.bashrc文件末尾添加如下内容

bash 复制代码
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib/x86_64-linux-gnu:$LD_LIBRARY_PATH

保存并关闭文件,然后执行以下命令来使更改立即生效:

bash 复制代码
source ~/.bashrc

1.3 添加FFmpeg库路径到CMakeLists.txt

CMakeLists.txt文件中的内容如下:

shell 复制代码
cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
project(test_ffmpeg)

set(CMAKE_LIBRARY_PATH "/usr/lib/x86_64-linux-gnu")

find_package(PkgConfig REQUIRED)
pkg_check_modules(AVCODEC REQUIRED libavcodec)
pkg_check_modules(AVUTIL REQUIRED libavutil)
pkg_check_modules(AVFORMAT REQUIRED libavformat)
pkg_check_modules(SWSCALE REQUIRED libswscale)

add_executable(test_ffmpeg test_ffmpeg.cpp)


target_link_libraries(test_ffmpeg
    ${AVCODEC_LIBRARIES}
    ${AVUTIL_LIBRARIES}
    ${AVFORMAT_LIBRARIES}
    ${SWSCALE_LIBRARIES}
)

测试文件编译通过。

因此,在usb_cam文件夹下的CMakeLists.txt添加如下内容:

python 复制代码
# 添加内容
set(CMAKE_LIBRARY_PATH "/usr/lib/x86_64-linux-gnu")

find_package(PkgConfig REQUIRED)
pkg_check_modules(AVCODEC REQUIRED libavcodec)
pkg_check_modules(AVUTIL REQUIRED libavutil)
pkg_check_modules(AVFORMAT REQUIRED libavformat)
pkg_check_modules(SWSCALE REQUIRED libswscale)

# 添加内容
target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node
    ${AVCODEC_LIBRARIES}
    ${AVUTIL_LIBRARIES}
    ${AVFORMAT_LIBRARIES}
    ${SWSCALE_LIBRARIES}
)

1.4 编译usb_cam包

再次编译。

bash 复制代码
catkin_make

若编译出错,使用如下指令清理构建目录,并重新编译项目:

bash 复制代码
cd ~/catkin_ws
rm -rf build/ devel/
catkin_make

1.5 修改usb_cam驱动配置

找到自己的USB摄像头所对应的端口。

我的是/dev/video0 /dev/video1

1.6 修改launch文件

src/usb_cam目录下打开并编辑launch文件。


二、软件包安装方法

下面介绍一种使用软件包安装usb-cam的方法。

2.1 安装ROS Melodic版本的usb_cam

首先打开终端,输入:

shell 复制代码
sudo apt-get install ros-melodic-usb-cam

这里melodic应该根据自己Ubuntu系统进行灵活变换,例如我使用的Ubuntu18.04,那么我对应的就是melodic版本。

2.2 安装相机标定功能包

安装ROS Melodic版本的相机标定功能包。

bash 复制代码
sudo apt-get install ros-melodic-camera-calibration

相机标定是确定相机内部参数(如焦距、主点等)的过程,这对于处理从相机获得的图像数据非常重要。

2.3 安装UVC相机功能包

安装ROS Melodic版本的UVC相机功能包。

bash 复制代码
sudo apt-get install ros-melodic-uvc-camera

UVC(Universal Video Class)是一种USB摄像头的标准,这个功能包允许ROS与UVC兼容的USB摄像头通信。

2.4 启动摄像头节点

驱动安装完成后,会自带一个launch文件,我们打开launch文件就可以打开摄像头。

启动名为usb_cam的ROS节点,并运行一个名为usb_cam-test.launch的launch文件。

shell 复制代码
roslaunch usb_cam usb_cam-test.launch

这个launch文件配置了如何使用USB摄像头获取图像,并包括其他相关参数设置。

2.5 处理摄像头连接问题

此时,保证相机已经开机,并通过usb接口连接至电脑,若出现以下问题:

说明没有检测到USB摄像头,重新插入摄像头

2.6 相机启动警告处理

如果报错如下select timeout

说明USB兼容性选择错了,需要关闭虚拟机进行更改,点击编辑虚拟机,打开 USB 控制器,将 USB 兼容性改为USB 3.1,点击确定,重新打开虚拟机,再次运行即可打开摄像头。

出现以下画面,成功打开摄像头。

2.7 相机标定方法

如果相机启动时出现如下警告:

说明相机没有进行标定,所以出现警告。

参考以下链接进行相机标定:

【相机内参标定】------ 如何标定单目相机的内参(张正友标定法)

2.8 查看相机话题和数据

查看相机发布的话题。

bash 复制代码
rostopic list

查看相机获取的数据。

bash 复制代码
rostopic echo /camera_info

安装完成!


三、总结

在Ubuntu18.04上安装USB摄像头驱动usb_cam的方法主要有两种:源码安装和软件包安装。

  • 源码安装方法

    需要从GitHub下载usb_cam源码,切换到支持ROS1的master分支,并通过添加FFmpeg库路径到LD_LIBRARY_PATH来解决编译错误。

  • 软件包安装方法

    通过使用sudo apt-get命令安装ROS Melodic版本的usb_cam、camera-calibration和uvc-camera功能包,然后运行usb_cam-test.launch文件来启动摄像头节点。

安装完成后,可以通过rostopic list和rostopic echo命令查看摄像头发布的话题和获取的数据。

总的来说,这两种方法都能在Ubuntu18.04上成功安装和使用usb_cam驱动,但在选择安装方法时,应根据自己的需求和环境进行选择。


参考资料

1、windows主机和ubuntu互传文件的4种方法

2、ubuntu利用usb_cam打开摄像头

3、【相机内参标定】------ 如何标定单目相机的内参(张正友标定法)


后记:

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