树莓派4安装OpenCV4.1.1从零开始全过程

笔者在2019年双十一入手了树莓派4b，当然我自己也是新手，想在计算机视觉做点东西时，但在安装OpenCV上面却爬了不少坑，因此特地总结了一下，希望能帮助那些利用树莓派4b+OpenCV 4.1.1的maker。前面的准备内容可以跳过，主要针对新手，网上挺多教程的。

一、 准备

笔记本（笔者没买专用的显示屏）、网线（SSH连接）
树莓派4b（4G内存版本）、32G的tf卡（安装系统）、树莓派的电源适配器（5V、3A）

1.1 给树莓派开发板安装镜像

我们这里假设tf卡是一张空白的内存卡。介绍这些步骤，是因为我当时经常出问题，有时候没别的办法，就只能重装系统。

1.1.1 格式化tf卡

我用的是买树莓派时卖家给的软件SD Formatter 4.0。格式化完成后，存储大小就会由256M变成正常大小。

1.1.2 给tf卡安装系统

我用的是买树莓派时卖家给的软件Win32DiskImager-0.9.5-binary。导入系统镜像，再点击write。这个系统镜像在国内从官网上下载非常慢，还容易失败。图中版本的系统的百度云
链接：https://pan.baidu.com/s/1pW4xZg6PpCMdi1RShBIBhw
提取码：chfs

1.1.3 给tf卡添加SSH文件或SSH文件夹

进行SSH连接时，要么建立SSH文件夹，要么建立SSH文本文档，不过需要将.txt后缀去掉

1.2 通过网线进行树莓派和笔记本的SSH连接

相当于就是笔记本与树莓派通过网线连接。笔记本连接WiFi，更改无线网络设置（可以百度一下），使笔记本无线网络与树莓派进行网络共享。

1.2.1 网络设置

1.2.2 SSH连接

首先IP扫描。这个Advanced IP Scanner软件比在cmd中的敲arp -a命令好用。

然后，用putty连接。将IP地址输入进去点击下面Open即可。进入之后，输入登陆用户名pi，密码raspberry

1.3 基本设置

1.3.1 中文设置

进入配置界面

sudo raspi-config

进入第4项 Location options
然后，选择第1项

将显示语言设置为中文。需要注意的是，按下空格键，出现括号里面出现"星"，才算被选中。然后回车，选择zh_CN.UTF-8那一项。

1.3.2 开关设置

进入第5项Interfacing Options，打开摄像头、SSH、VNC（这三个必须的）等。即每项进入后，进行使能enable，确认

1.3.3 显示设置和扩容

进入第7项Advanced Options
然后再进入第5项Resolution ，如果不设置这一项，VNC不显示桌面。我选的是85那个，网上说，只要不是第一个就行。

接着，扩展一下容量。进入第7项Advanced Options，再进入第1项

查看容量可用df -h命令。
接着输入如下命令进行重启。

sudo reboot

二、 给树莓派安装OpenCV4.1.1

2.1.一些可能遇到的问题

2.1.1 建议32G空间以上的tf卡

笔者用过16Gtf卡，结果编译到81%时，tf卡空间不足了。

32Gtf卡安装opencv完成后，仅剩13.5G。

2.1.2 VNC文件管理对话框闪退

VNC桌面，有时候点文件管理的时候，文件管理对话框可能闪退，解决办法如下：

sudo apt-get install --reinstall pcmanfm

2.1.3 虚拟内存（重要）

不修改的话，可能后面会编译到一半闪退，查看虚拟内存

free

sudo nano /etc/dphys-swapfile

更改虚拟内存,将100改成2048，如下图所示。记得Ctrl+O ，Enter，Ctrl+X

重启相关服务

sudo service dphys-swapfile restart

再用free命令查看

2.2 摄像头Picamera

查看摄像头启动成功没

vcgencmd get_camera

如下图显示，则表示设置成功

2.3 更换国内源（非常重要）

本小节参考的博客
链接：https://blog.csdn.net/zqxdsy/article/details/102574239
不换源的话，直接使用官网源，下载速度真的慢，还不一定下得全，会导致各种出错。

首先，更换软件源

sudo nano /etc/apt/sources.list

将原来的地址用“#”注释掉，换成清华源（也可以换成其他源，比如中科大源），用下面内容替代。接着Ctrl+O，回车， Ctrl+X退出

 deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib
 deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib

还要更换系统源

sudo nano /etc/apt/sources.list.d/raspi.list

用#注释掉原文件内容，用以下内容取代，然后Ctrl+O回车 Ctrl+X：

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ buster main ui
deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ buster main ui

2.4 更新

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

过程中需要有的地方需要按y，按下y即可；还有的地方需要press q就按下q好了

2.5 安装numpy

sudo pip3 install numpy

2.6 安装依赖包

sudo apt-get install build-essential cmake git pkg-config -y 
sudo apt-get install libjpeg8-dev -y
sudo apt-get install libtiff5-dev -y
sudo apt-get install libjasper-dev -y
sudo apt-get install libpng12-dev -y
sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev -y（注意最后一个包的数字“4”后面是“L”）
sudo apt-get install libgtk2.0-dev -y
sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran -y

注意：如果每一条命令执行完后，如果出现未完成情况，就重新执行一次，否则到了后面编译步骤，会因为依赖包未下载完整而出错

2.7 下载两个OpenCV压缩文件

下载两个压缩包到树莓派的/home/pi/Downloads目录下，有以下几种方法：
（我用的方法三，两个压缩包的百度网盘
链接：https://pan.baidu.com/s/1SqHJwRkKqoRsmDP-gZ9hEg
提取码：3swp）
1)法一：

cd /home/pi/Downloads
wget https://github.com/Itseez/opencv/archive/3.4.0.zip
wget https://github.com/Itseez/opencv_contrib/archive/3.4.0.zip

下载之后，把第一个压缩包重新命名为opencv-3.4.0.zip，把第二个压缩包重新命名为opencv_contrib-3.4.0.zip

2)法二：Vnc进去运行：（用git工具clone到所需目录可能出错）

git clone https://github.com/opencv/opencv.git 
git clone https://github.com/opencv/opencv_contrib.git

3)法三：直接访问网址

https://github.com/Itseez/opencv/archive/4.1.1.zip
https://github.com/Itseez/opencv_contrib/archive/4.1.1.zip

4)法四：
访问https://opencv.org/releases/ 从github下载，这个网址可以知道最新版本

5)法五：
使用Xftp 6 连接树莓派，用户就是IP地址，把压缩包拖到树莓派的/home/pi/Downloads目录下，这个方法最简单，便捷。
Xftp 6 下载网址：

https://www.netsarang.com/zh/downloading/?token=MHlpUm9TTnVISDRmZzJrTW1XN2U1d0BvTWZkSlIzY3dMUnFrcERIR0ZVdHpR

因为我用的法三，利用软件File Zilla，在右侧树莓派home/pi目录下创建Downloads文件夹并打开，将左侧笔记本上两个压缩包传输到home/pi/Downloads目录下

2.8 解压两个OpenCV压缩文件

cd /home/pi/Downloads
unzip opencv-4.1.1.zip
unzip opencv_contrib-4.1.1.zip

2.9 设置编译参数

cd /home/pi/Downloads/opencv-4.1.1
mkdir build
cd build

2.10 设置CMAKE参数

注意：检查所有PATH路径是否在你本地存在，以下是我的树莓派的路径
注意，下面这是一行命令（包括最后那俩点儿），需要耐心等待十五分钟左右

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -D INSTALL_C_EXAMPLES=ON -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=/home/pi/Downloads/opencv_contrib-4.1.1/modules -D BUILD_EXAMPLES=ON -DCMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS='-latomic' -D WITH_LIBV4L=ON PYTHON3_EXECUTABLE=/usr/bin/python3.7 PYTHON_INCLUDE_DIR=/usr/include/python3.7 PYTHON_LIBRARY=/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libpython3.7m.so PYTHON3_NUMPY_INCLUDE_DIRS=/home/pi/.local/lib/python3.7/site-packages/numpy/core/include ..

2.11.编译

cd /home/pi/Downloads/opencv-4.1.1/build
make

注意：保证树莓派有至少5G的存储空间，建议本命令用树莓派桌面上的命令行工具运行，而不要使用无线远程ssh连接。因为执行命令时间太长，中途如果ssh断线的话无法得知是否已经安装完毕。
注意：静待五个小时的编译。注意，在此期间，树莓派要供电充足，不要运行其它任务，以免因为内存不够什么的幺蛾子报错。

2.12 编译中会出现的报错

2.12.1 有可能遇到的报错

有的错误是因为前面你的网速或者其他原因导致在步骤2.4中sudo apt-get upgrade更新不完整，也有可能是步骤2.6中，有些依赖包未下载完整
解决办法：重新回到步骤2.4，再进行一次

2.12.2 遇到的报错1

我遇到的这几个报错的解决办法是参考链接博客：https://blog.csdn.net/qq_43762614/article/details/102760414

解决办法：将以下百度网盘里的文件复制到/home/pi/Downloads/opencv_contrib-4.1.1/modules/xfeatures2d/src 路径

链接：https://pan.baidu.com/s/1m1K272GEzC89z61RWltLLA
提取码：kqkq

接着继续

make

2.12.3 遇到的报错2

opencv_contrib-4.1.1某个cpp类型文件中缺少头文件，在该文件夹找不到

解决办法：
第一步，在VNC文件管理中/home/pi/Downloads/opencv-4.1.1/modules/features2d/test路径下，下面两个文件进行复制

第二步，将上面两个文件粘贴到/home/pi/Downloads/opencv_contrib-4.1.1/modules/xfeatures2d/test路径下

第三步，打开下面这个文件


第四步，将头文件引用改成下图所示

接着继续

make

2.12.4 遇到的报错3

也是头文件缺失

解决办法：同样的步骤
第一步，复制

第二步，粘贴

第三步，打开下面文件


第四步，修改头文件引用

接着继续

make

2.12.5 遇到的报错4

解决办法：同样的操作
第一步，复制

第二步，粘贴

第三步，打开下面文件

第四步，添加头文件引用（前面是修改，这个是需要添加）

2.13 make

接下来的编译就没遇到问题了

cd /home/pi/Downloads/opencv-4.1.1/build
sudo make install

2.14 测试

cd ~
python3
import cv2

出现如下界面，则表示安装成功

结语：好了，安装过程就到这里了，反正遇到问题，多思考，多查资料，现在网络这么发达，总能找到解决办法的，感谢各位大佬的帮助