树莓派3B安装编译OpenCV3教程以及常见错误处理

近期把吃灰的树莓派3B找了出来，想在上面运行opencv3，安装编译的过程中走了很多弯路，参考网上众多大佬的笔记，发现要么不齐全，要么教程老旧，不适用于新版系统，故写下这篇博文以供大家参考，希望能帮助大家少走弯路。

一、配置树莓派

系统安装和配置

关于树莓派系统的安装和初期配置网上教程很多，这里不再赘述。
本文配置环境为：

• 树莓派3B
• 系统Raspberry Pi OS（2020-05-27）
• 32G储存卡

更换更新源和下载源

sudo nano /etc/apt/sources.list

在第一行前输入 # 注释系统默认源

在最后一行输入以下代码更换为中科大镜像

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

按ctrl+x进行保存退出

更换pip下载源

命令行输入：

sudo mkdir ~/.pip
cd .pip
sudo nano pip.conf

在打开的文件中输入以下代码

[global]
timeout = 10
index-url =  http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
extra-index-url= http://pypi.douban.com/simple/
[install]
trusted-host=
    mirrors.aliyun.com
    pypi.douban.com

按下ctrl+x保存退出

更新软件系统

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

扩展根目录空间

在控制终端输入

sudo raspi-config

通过键盘上下键控制，选择7.Advanced Options进入，然后选择Expand Filesystem，将根目录扩展到整个SD卡，充分利用SD卡的存储空间。如果不进行这一步，后续命令会出现卡死。
设置完成后退出设置界面，重启树莓派。

sudo reboot

设置SWAP

OpenCV安装编译过程中数据吞吐较大，为了防止系统卡死，需要设置合适的交换空间。

sudo nano /etc/dphys-swapfile

将 CONF_SWAPSIZE 的值修改成你想要的大小。 一般在内存小于2G的情况下，交换分区应为内存的2倍!

然后，重新启动 dphys-swapfile 文件服务：

sudo /etc/init.d/dphys-swapfile restart

输入free -h查看是否设置成功

二、安装运行在python2上的OpenCV

打开终端，输入以下两个命令即可完成安装（第一条可能要花半小时左右完成）

sudo apt-get install libopencv-dev
sudo apt-get install python-opencv

安装完成，输入cv2.__version__即可查看OpenCV版本号

三、安装python3下的OpenCV

1、安装Python科学计算库numpy

sudo pip3 install numpy

2、安装OpenCV所需的库

// 安装build-essential、cmake、git和pkg-config（cmake开发人员工具）
sudo apt-get install build-essential git cmake pkg-config -y
//常用图像工具包安装
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
//常用视频库安装
sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev -y
//GTk2.0安装
sudo apt-get install libgtk2.0-dev -y
//安装OpenCV数值优化函数包
sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran -y

3.下载opencv3.4.3和opencv_contrib3.4.3包

为了方便后期管理，我们把文件下载安装到Downloads文件夹

cd Downloads

然后利用wget命令从网络下载opencv3.4.3和opencv_contrib3.4.3

wget -O opencv-3.4.3.zip https://github.com/Itseez/opencv/archive/3.4.3.zip
wget -O opencv_contrib-3.4.3.zip https://github.com/Itseez/opencv_contrib/archive/3.4.3.zip

解压这两个文件

unzip opencv-3.4.3.zip
unzip opencv_contrib-3.4.3.zip

4.设置CMAKE编译参数

为了正确编译OpenCV，需要对cmake参数进行设置。
①在opencv-3.4.3文件夹下创建build文件夹以存放编译临时文件

cd ~/Downloads/opencv-3.4.3
mkdir build
cd build

②设置cmake编译参数

//下述参数中，INSTALL_PYTHON_EXAMPLES、INSTALL_CXX_EXAMPLES、BUILD_EXAMPLES分别是安装python例程、安装C例程以及编译例程，这三个可以不加，这样编译速度快一点，根据需要自行选择。
sudo cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
    -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
    -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=/home/pi/Downloads/opencv_contrib-3.4.3/modules \
    -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON \
    -D INSTALL_CXX_EXAMPLES=ON \
    -D BUILD_EXAMPLES=ON ..

③配置成功的界面如下图所示

5.备份build文件夹

下一步我们会利用build文件夹里的文件进行make，一旦失败还需要重新进行cmake参数设置。为了节省时间，对build文件夹进行备份。

cd ..
cp -r build ./build1

6.编译OpenCV3

进入build文件夹进行编译，这一步耗时较长（大约四五个小时）。建议在树莓派环境下进行，防止ssh断开导致编译失败。同时树莓派要保证供电充足，且最好不要进行其他操作。

 cd ~/Downloads/opencv-3.4.3/build
 //使用最多4线程编译，加快编译速度。同时保存编译信息到make.log，方便离线查看编译进度
 sudo make -j4 2>&1 | tee make.log

如果看到进度编译到100%，那么说明编译安装成功。

如果遇到中途出错或者临时断电等问题，直接输入以上命令继续编译即可。如果想重新进行编译，可以把路径跳转到我们上面备份的build1文件夹进行编译，也可以输入以下命令重新编译

make clean
sudo make -j4 2>&1 | tee make.log

7.安装OpenCV3

编译完成后即可进行最后一步——安装。

//安装OpenCV3
sudo make install
//安装动态链接库
sudo ldconfig

8.恢复SWAP空间

安装完成后需要把swap恢复系统默认，然后重新启动服务。否则大量的数据交换会导致内存卡损坏。

sudo nano /etc/dphys-swapfile
CONF_SWAPSIZE = 100
sudo /etc/init.d/dphys-swapfile restart

四、配置OpenCV

1.配置opencv.conf

为了保证个别语言的编译要求，需要对opencv.conf文件进行配置

sudo nano /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf

在打开的文件最后两行键入以下内容

//其中，/usr/local为默认安装路径，根据实际情况进行修改即可
/usr/local/lib
?

更新动态链接

sudo ldconfig

2.修改bash.bashrc 配置文件

//打开bash.bashrc
sudo nano /etc/bash.bashrc
//最后两行加入以下代码
PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig       
export PKG_CONFIG_PATH
//重启树莓派
sudo reboot

3.检查是否安装完成

python3
import cv2
cv2.__version__

如果出现如图所示的结果，则说明安装成功

也可以通过运行以下代码生成一个图像来检测OpenCV是否工作正常

touch test.py
nano test.py

import cv2
import numpy as np
cv2.namedWindow("gray")
img = np.zeros((512,512),np.uint8)#生成一张空的灰度图像
cv2.line(img,(0,0),(511,511),255,5)#绘制一条白色直线
cv2.imshow("gray",img)#显示图像
#循环等待，按q键退出
while True:
    key=cv2.waitKey(1)
    if key==ord("q"):
        break
cv2.destoryWindow("gray")

python3 test.py

最终的结果应该是生成一个空的灰度图像，图像中间有一条白色直线。如下图所示

搞定！ENJOY！！

五、编译中可能会出现的问题（没出现忽略）

1、编译过程中可能会报错**:fctal error: ImfChromaticities.h: 没有那个文件或目录。**
输入以下代码可以解决

sudo apt-get install libopenexr-dev

2.编译18%左右可能会报错fatal error: opencv2/xfeatures2d/cuda.hpp: 没有那个文件或目录。
这是由于我们之前安装了python2环境下的opencv导致的，复制两个文件即可解决：
将/home/pi/Downloads/opencv_contrib-3.4.3/modules/xfeatures2d/include/opencv2目录下的xfeatures2d文件夹和xfeatures2d.hpp文件复制粘贴到/home/pi/Downloads/opencv-3.4.3/modules/stitching/include/opencv2目录下即可
文件也可以从链接中下载，然后拷贝进正确的路径即可：链接：https://share.weiyun.com/tMPeaqGP 密码：ye4ezy

3.在编译到81%左右的时候，可能会报错Built target opencv_tracking [Makefile:163 : all] 错误2（或者其他类似的错误）
这主要是因为下载的包不完整导致的，把缺少的文件拷贝到：home/pi/Downloads/opencv_contrib-3.4.3/modules/xfeatures2d/src/下即可
缺少的文件为：

• boostdesc_bgm.i
• boostdesc_bgm_bi.i
• boostdesc_bgm_hd.i
• boostdesc_binboost_064.i
• …
  缺失文件下载链接：https://share.weiyun.com/6gaKPUXf 密码：c6myk6

本文最终安装的OpenCV版本为OpenCV3.4.3。
如需安装最新的OpenCV4，可参考博文：https://blog.csdn.net/weixin_43287964/article/details/101696036

本人尝试在树莓派上安装OpenCV3.4.3的过程中遇到了好多坑，参考网上众多大佬的笔记后前前后后尝试了四五天才完成，非常感谢各位大佬的帮助。为了让和我一样刚刚接触OpenCV的你能顺利的安装opencv，故写下这篇博客，此篇博客中若有错误，欢迎大家指正交流！！！

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