2021-05-31-在树莓派4B上安装OpenCV4.2(C++和python均试用)

一、系统准备

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

树莓派的GPU和CPU都使用物理的RAM芯片，在树莓派2和3，为GPU分配的物理内存为64M,对于一些视觉的项目来说，64M内存相对有点少，如果要改变GPU内存可以使用下面命令，但是对于树莓派4来说，默认给的GPU内存为128M，没有可视化的大量需求，没必要进行修改。

sudo raspi-config

如果是64，改成128，完成，reboot

reboot

二、系统清理

sudo apt-get clean
sudo apt-get autoremove

三、安装依赖

sudo apt-get install build-essential cmake git unzip pkg-config
sudo apt-get install libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev
sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev
sudo apt-get install libgtk2.0-dev libcanberra-gtk*
sudo apt-get install libxvidcore-dev libx264-dev libgtk-3-dev
sudo apt-get install python3-dev python3-numpy python3-pip
sudo apt-get install python-dev python-numpy
sudo apt-get install libtbb2 libtbb-dev libdc1394-22-dev
sudo apt-get install libv4l-dev v4l-utils
sudo apt-get install libjasper-dev libopenblas-dev libatlas-base-dev libblas-dev
sudo apt-get install liblapack-dev gfortran
sudo apt-get install gcc-arm*
sudo apt-get install protobuf-compiler

提示是否需要继续就一直y就可以，这13个包下载完大概需要30分钟

三、获取源码Opencv和第三方库

安装完依赖后，下载OpenCV，这里需要下载两个，一个是OpenCV另一个是第三方库，解压。

下载我是用的WinSCP，连接后SSH上传，源码下载有时候因为网络的限制会下载不全。

#下载源码和第三方库
cd ~
wget -O opencv.zip https://github.com/opencv/opencv/archive/4.2.0.zip
wget -O opencv_contrib.zip https://github.com/opencv/opencv_contrib/archive/4.2.0.zip

#解压
unzip opencv.zip
unzip opencv_contrib.zip

对解压的文件进行重命名：

mv opencv-4.2.0 opencv
mv opencv_contrib-4.2.0 opencv_contrib

解压完后记得还需要一个步骤添加缺失的11个文件，不然会报错。
下载后，直接拷贝源码并生存同名文件，放在 opencv_contrib/modules/xfeatures2d/src/ 路径下即可。

#错误提示
~/opencv_contrib/modules/xfeatures2d/src/boostdesc.cpp:673:20: fatal error: boostdesc_bgm.i: No such file or directory

下载链接: [boostdesc_bgm.i,vgg_generated_48.i等.rar] 1(https://files.cnblogs.com/files/arxive/boostdesc_bgm.i%2Cvgg_generated_48.i%E7%AD%89.rar)

四、创建虚拟环境

安装之前首先要确定python版本，在2020年以后官方不在对python2进行支持，所以要使用python3，将python的添加到系统环境变量处，方式如下：

# get version
python3 --version

# get location
which python3

# merge VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=location/version
echo "export VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=/usr/bin/python3" >> ~/.bashrc

# reload profile
source ~/.bashrc

上面的python命令为/usr/bin/python3，也是其路径。创建好环境变量，安装虚拟环境：

#安装虚拟环境
sudo pip3 install virtualenv 
sudo pip3 install virtualenvwrapper

#将虚拟环境添加到系统变量。然后创建虚拟环境。
echo "export WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvs" >> ~/.bashrc
echo "source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
mkvirtualenv cv420

在虚拟环境中，Python与OpenCV只有一个依赖项，那就是Numpy。在虚拟环境也要进行安装，否则CMake无法编译。

# without sudo!!!!
pip3 install numpy

在opencv文件夹处新建一个build文件夹。

cd ~/opencv/
mkdir build
cd build

构建cmake参数。-D flag -D后面有一个空格:

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
        -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
        -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/opencv_contrib/modules \
        -D ENABLE_NEON=ON \
        -D ENABLE_VFPV3=ON \
        -D WITH_OPENMP=ON \
        -D BUILD_TIFF=ON \
        -D WITH_FFMPEG=ON \
        -D WITH_GSTREAMER=ON \
        -D WITH_TBB=ON \
        -D BUILD_TBB=ON \
        -D BUILD_TESTS=OFF \
        -D WITH_EIGEN=OFF \
        -D WITH_V4L=ON \
        -D WITH_LIBV4L=ON \
        -D WITH_VTK=OFF \
        -D OPENCV_EXTRA_EXE_LINKER_FLAGS=-latomic \
        -D OPENCV_ENABLE_NONFREE=ON \
        -D INSTALL_C_EXAMPLES=OFF \
        -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=OFF \
        -D BUILD_NEW_PYTHON_SUPPORT=ON \
        -D BUILD_opencv_python3=TRUE \
        -D OPENCV_GENERATE_PKGCONFIG=ON \
        -D BUILD_EXAMPLES=OFF ..

如果以上都配置正常，并且可以正常打印出一下内容，说明配置成功，这里还要着重检测下下面的内容，包括 v4l/v4l2是否可用，还有python的位置是否正确。


在进行make之前，还要确保内存足够，不然会产生内存不足的问题，解决的方式是增加swap虚拟内存。将swap改为2G内存。操作如下图：
先查看一下自己的服务器swap大小，命令：

free -h

可以看到swap大小

使用 cd /user 进入/urs文件夹,新建一个名叫swap的文件夹

cd /usr/
mkdir swap

下一步使用 cd /swap 进入swap文件夹，创建swap文件
创建swap文件命令，扩容2G，count就是20：
这条命令从硬盘里分出一个100M ×20 = 2G 大小的空间，挂在swapfile上

dd if=/dev/zero of=swapfile bs=100M count=20

注意：这里我们bs(buff size)给的100M, bs大小可以根据free -h命令查看的buff/cache的大小来决定，如果给大了可能会报dd: memory exhausted by input buffer of size 1073741824 bytes (1.0 GiB)

swapfile文件创建后，需要构建swap格式于/usr/swap/swapfile 上

mkswap /usr/swap/swapfile

用命令激活swap，立即启用交换分区文件

swapon /usr/swap/swapfile

但是这样的设置重启后就失效了，为了保证每次启动都能启用该交换空间，需要手动编辑文件/etc/fstab中的swap行

vim /etc/fstab

将/swap none swap sw 0 0 这行注释掉（如果有）
新增一行 /usr/swap/swapfile swap swap defaults 0 0

命令：

free -h

可以看到swap大小变为2G，这里建议可以重启一下，reboot

五、编译

一切准备就绪，然后开始进行make，命令如下：
记得重新进入虚拟环境（还可以用screen命令，自行了解）
算了我还是说一下，自己后续回顾也方便

创建会话（-m 强制）：
screen -dmS session_name
查看所有会话：
screen -ls
退出 ctrl +a 快速z 快速跳出
进入会话 screen -r 2360

mkvirtualenv cv420
#在opencv目录下的build目录下执行
cd /opencv/bulid
make -j4

这是一个漫长的过程，大概需要1个小时5分钟
当然编译过程中还会出现错误，一般错误都是编译器编译时不协调进行出的错误，出现后直接在进行make就可以了。当然还有可能在编译到99%或者100%出现错误，这个要进行稍微检测下，或者在接着make。