Unbuntu16.04上用CMake图形界面交叉编译树莓派的OpenCV3.0

引言

最近有个科研课题需要在树莓派上做一系列验证，但是实验的程序是依赖OpenCV库的(最重要我们修改了库源码)，而在树莓派上编译OpenCV源码很费时间，因此我只好使用交叉编译的方法来编译源程序。刚开始我们觉着网上材料大片，这部分的问题应该不大。可到操刀干活的时候，我才发现网上很多方法不仅繁琐，而且有的甚至还不是那么一回事，没看到一篇完全适合我的情况的。于是，我花了一天半左右的时间，整理这些材料并结合一点TRIZ原理，完成了这项任务。现在分享一下我的方案总结，不过我的方案不尽完善，欢迎大家指点修正，帮助后人节省时间。

准备工作

首先，我的操作系统是Ubuntu16.04，其实OpenCV的交叉编译对系统并没有任何特殊要求，只是我个人觉着Linux操作环境比较方便而已，本文提供的方法理论上window系统只需稍加修改应该也是适用的。不过值得注意的是，如果想按照OpenCV官方教程的话，我建议使用14.04LTS的Ubuntu旧版本系统。因为16.04采用的编译工具已经升级到5.0了，它编译出来的文件需要依赖新版本的libstdc++库，要求树莓派更新安装gcc-5.0或g++-5.0才可以使用，但在树莓派上安装那玩意并不划算，所以我建议在老版本的Ubuntu环境下按照官方教程操作，从apt获取4.9以下的GNU交叉编译工具，交叉编译OpenCV3.0的目的。记得在树莓派上运行相应程序前，要将编译好的库文件拿进板载系统里面，并设置好相应的环境变量，具体后文会有详细介绍。

然后，安装下载git，cmake图形界面工具，树莓派编译工具，以及OpenCV源码。

参考操作：
apple@hello-world:~$ sudo apt-get install git cmake-qt-gui
apple@hello-world:~$ git clone https://github.com/opencv/opencv.git
apple@hello-world:~$ git clone https://github.com/raspberrypi/tools.git

安装下载完成后，我们就能看到当前目录下多了两个目录——opencv和tool——以及一个cmake-gui的指令，到这里我们的准备工作就完成了。

交叉编译OpenCV

完成了准备工作，接下来就是实际操做编译OpenCV。
1.建立编译链接目录，用cmake-gui配置编译工具

参考操作：
apple@hello-world:~$ cd opencv
apple@hello-world:~$ mkdir build
apple@hello-world:~$ cd build
apple@hello-world:~$ cmake-gui

进入如图所示的cmake图形界面。

1)先点击Browse Source…选择到opencv的根目录，如~/opencv
2)再点击Browse Build…选择到opencv下我们创建的编译链接目录，如~/opencv/build
3)最后点击Configure，进入编译器选择界面如下图

4)选择Specify options for cross-compiling，并点击Next进入编译器设置界面如下图

5)如图填写编译工具信息，其中比较重要的是Compilers下的C, C++, Target Root项。
其中C项代表的是树莓派编译工具的gcc编译器，如本文的

/home/apple/tools/arm-bcm2708/arm-rpi-4.9.3-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc

而C++项表示树莓派编译工具的g++编译器，如本文的

/home/apple/tools/arm-bcm2708/arm-rpi-4.9.3-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-g++

Target Root代表标准库与头文件的搜索起始位置，可以理解为对应交叉编译工具的根目录。

/home/apple/tools/arm-bcm2708/arm-rpi-4.9.3-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf

6)点击Finish生成一系列编译配置。

2.建立装载目录，配置编译选项，生成Makefile。
1)在编译链接目录下，建立一个装载目录。

apple@hello-world:~$ mkdir install

2)在Search栏上输入BUILD_SHARED_LIBS，并去掉对应value的勾，我们采用静态编译。
3)在Search栏上输入WITH_CUDA，也去掉对应value的勾，不编译CUDA部分代码。
4)在Search栏上输入CMAKE_INSTALL_PREFIX，将对应value的值改成我们build下的install装载目录，如/home/apple/opencv/build/install
5)在Search栏上输入BUILD_DOCS，去掉对应value的勾，表示不生成帮助文档。
6)在Search栏上输入WITH_CUFFT，去掉对应value的勾，表示不用cuda的fft。
7)在Search栏上输入CL，分别将WITH_OPENCL, WITH_OPENCLAMDBLAS, WITH_OPENCLAMDFFT, OPENCL_FOUND的勾去掉，我们的实验不采用OpenCL的GPU加速。
8)点击Configure，进度条完成后，再点击Generate，即会在build下产生Makefile编译文件。

3.修改CMakeCache.txt文件，编译并装载库文件。
1)打开CMakeCache.txt文件，查找CMAKE_CXX_FLAGS:STRING，并为其赋值-lpthread -lrt

apple@hello-world:~$ vim CMakeCache.txt

将CMAKE_CXX_FLAGS:STRING=
改成CMAKE_CXX_FLAGS:STRING=-lpthread -lrt
保存并关闭CMakeCache.txt文件。

2)执行编译装载指令。

apple@hello-world:~$ make
apple@hello-world:~$ make install

4.完成OpenCV的交叉编译。这时，我们可以检查以下install/lib目录下是否有我们所需要的.a静态库文件。如果存在这些文件，就表示我们已经编译装载成功了。

如果在编译过程中遇到问题，可以参考这篇博客尝试修正。

测试编译结果

最后，我们将install目录传到树莓派上做测试。注：下面的说明都建立在install目录已经在树莓派板子上的前提条件下。
1.修改~/.bashrc，在文件尾部添加下面两行代码：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/pi/install/lib
export LIBRARY_PATH=$LIBRARY_PATH:/home/pi/install/lib

2.执行install/bin下的opencv_version，如果打印输出是该opencv的版本号就表明咱们交叉编译成功！

总结

虽然上面的操作相当简单，但是如果对Linux系统的一些机制和编译流程没有一定理解，我想大家还是会有不少问题的。所以，欢迎大家评论提问，指点修正，集思广益。

(FIN)