CM-STEREO-VISION-BOARD

CM-STEREO-VISION-BOARD
CM-STEREO-VISION-BOARD
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基本信息
分类: 树莓派扩展板
功能: Raspberry Pi 计算模块双目视觉外扩板
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品牌: Waveshare
板载接口
RPi DSI USB CSI
HDMI USB SLAVE Computer Module
相关产品
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Compute Module PoE Board
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套餐模块

目录

产品简介

我是专为树莓派计算模块设计的双目视觉扩展板,适用于Compute Module 3/3 Lite/3+/3+ Lite。我板载了三路摄像头接口和DSI/USB等常用的接口,还可通过排线接口扩展更多接口和外设,体积小巧、功能齐全。你可通过摄像头接口自行扩展不同基线或不同视角参数摄像头,配合IMU补光灯板,可组合搭配出各种树莓派计算机视觉应用,灵活度高,非常适合用于双目视差算法测距、人脸识别、活体检测、录制VR视频等需要双目视觉应用。

特点

  • 适用于树莓派Compute Module 3/3 Lite/3+/3+ Lite系列主板
  • 板载三路摄像头接口,一路为固定接口,另外两路可通过GPIO二选一使用
  • 板载DSI显示接口,方便直接接入DSI显示屏
  • 板载USB接口,方便用于烧写镜像或作为常规USB接口使用
  • 板载36PIN GPIO扩展接口,可接入配套的转接板扩展串口和Raspberry Pi GPIO
  • 板载24PIN HDMI扩展接口,可接入配套的HDMI转接板以便接入HDMI显示屏
  • 10PIN GPIO/I2C扩展接口,可接入配套的ICM20948补光板
  • 板载DS1307 RTC时钟,并备有CR1220纽扣电池座
  • 配套有亚克力固定板和三脚架底座,方便安装使用

板载资源

双目视觉扩展板

CM-STEREO-VISION-BOARD-details-15.jpg

标号 名称 说明
1 Compute Module接口 可接入Compute Module 3/3 Lite/3+/3+ Lite
2 DSI显示接口 方便接入树莓派DSI显示屏
3 24PIN HDMI扩展接口 可通过HDMI转接板接入HDMI显示屏
4 CSI摄像头接口 CAM0:默认使能
CAM1:GPIO38低电平使能
CAM3:GPIO38高电平使能
5 Micro SD卡接口 用于接入带系统的Micro SD卡
6 36PIN GPIO扩展接口 可通过转接板扩展串口和Raspberry Pi GPIO
7 10PIN I2C扩展接口 可用于连接ICM20948补光板
8 USB接口 用于烧写镜像或作为常规USB接口使用
9 5V电源输入接口 -
10 RTC电池座 可装入CR1220纽扣电
11 DS1307 RTC时钟芯片
12 USB BOOT ENABLE切换开关 切换到EN:可通过USB接口烧录镜像
切换到DIS:USB接口作为常规的USB口使用
13 用户按键 -

串口转接板

CM-STEREO-VISION-BOARD-details-17.jpg

标号 名称 说明
1 Raspberry Pi GPIO接口 可用于接入树莓派外围模块
2 36PIN GPIO扩展接口 接到双目视觉底板
3 USB TO UART接口 方便通过串口终端控制树莓派或直接供电
4 CH340 USB转串口芯片
5 串口电源开关 切换到OPEN:断开USB转串口供电电源
切换到Link:连接USB转串口电源

ICM2948补光板

CM-STEREO-VISION-BOARD-details-19.jpg

标号 名称 说明
1 ICM-20948 加速度计特性 分辨率:16位
量程(可选):±2、±4、±8、±16g
工作电流:68.9uA
陀螺仪特性 分辨率:16位
量程(可选):±250、±500、±1000、±2000°/sec
工作电流:1.23mA
磁力计特性 分辨率:16位
量程:±4900μT
工作电流:90uA
2 白色补光灯 可以通过GPIO40控制
3 850nm红外补光灯 可以通过GPIO41控制
4 10PIN I2C接口 可以通过排线连接到CM3底板
5 6PIN I2C接口 可以通过跳线连接到主板

2 烧录镜像

2.1 烧写镜像到Compute Module 3/Compute Module 3+

如果你使用的是树莓派 Compute Module 3 或者 Compute Module 3+。这几款带有 eMMC的计算模块的话,使用的时候需要把镜像烧写到计算模块上的eMMC内,否则无法使用。
烧录到eMMC的步骤如下:
1)电脑上运行RPiboot_Setup软件,安装树莓派 USB 驱动,安装前建议先关掉杀毒软件。安装成功后,在开始文件夹下会有一个 rpiboot.exe软件,如下图所示:
Compute Module PoE Board User Manual-4.png
2)将STEREO扩展板上的USB SLAVE ENABLE 开关切换到EN一端
3)接上计算模块(带eMMC的计算模块)
4)将STEREO扩展板上的USB接口通过USB线连接至PC
6)此时,以管理员权限打开软件rpiboot.exe,PC将自动识别计算模块内的eMMC为U盘
7)运行Win32DiskImager-烧录镜像软件,选择镜像,将镜像烧录到eMMC中
注:如果原来已经烧录过镜镜,可以先用Panasonic_SDFormatter-SD卡格式化软件进行格式化后,在烧录。
8)烧录完成后,断开连接USB线。断开电源后,重新接上电源到STEREO扩展板的PWR接口,即可从eMMC启动系统
注意:

  • 在烧写过程中,PC机不要另外对其他USB设备进行读写操作,避免出现冲突;
  • 树莓派官方提供的镜像,默认的帐号是:pi 密码是:Raspberry。
  • 由于CM3的eMMC只有4G(最新的 CM3+扩大了eMMC的容量,可以支持正常的树莓派镜像了),所以烧录的镜像大小不可以超过4G。因此,如果烧录Raspbian,只能使用Lite版本的镜像。如果想要GUI的。可以在安装完成后运行下面的指令安装 GUI:

 sudo apt-get update
 sudo apt-get install raspberrypi-ui-mods

如果你使用STEREO扩展板没办法正常烧录程序,请尝试以下步骤:

  • 使用WIN10系统进行烧录,多数客户反馈WIN7或linux系统烧录不稳定。
  • 确定你的CM3/CM3+版本是否正常,eMMC背面会多一颗IC。只有eMMC版本的,才可以通过当前方式烧录。不带eMMC的,请参考"烧写镜像到Compute Module 3 Lite或Compute Module 3+ Lite"。

Compute Module PoE Board User Manual FAQ10.jpg

  • 注意PWR接口需要接入5V电源适配器。
  • 更换一条USB数据线。
  • 更换一个PC机的USB接口。
  • 尝试重启PC机。
  • 尝试重新拔插CM3/CM3+。
  • 尝试在另一台电脑烧录。

2.2 烧写镜像到Compute Module 3 Lite或Compute Module 3+ Lite

烧写镜像到Lite的操作为:
1、下载好像烧录的镜像。
2、将TF卡用读卡器插到电脑,TF卡最低要求8G(建议使用16G或32G)。
3、打开Win32DiskImager-烧录镜像软件,选择第1步准备的镜像烧录。(同烧录树莓派镜像一样)
4、烧录成功后,把TF卡插到STEREO扩展板板的TF卡卡槽,上电即可。

3 连接DSI屏幕

本次实验采用的DSI屏幕型号为:4.3inch DSI LCD,亦可采用树莓派基金会提供的树莓派屏幕

  • 1: 确保断电状态下操作
  • 2: 将15Pin FPC线连接STEREO扩展板的DISP1接口和DSI屏幕
  • 3: 连接电源
  • 4: 等待几秒后屏幕启动

注意:

  • 如果使用官方的镜像,需要将dt-blob.bin复制到/boot目录下才可以正常使用。

设备树源文件及其二进制文件
Compute Module PoE Board01.jpg

4 连接HDMI屏幕

本次实验采用的HDMI屏幕型号为:7inch HDMI LCD (H) (带外壳)
1、取下DSI屏幕,将HDMI转接板接入到STEREO的HDMI接口
2、接上HDMI屏幕,(如果HDMI屏幕与DSI屏幕一起接入,那么树莓派将仅驱动DSI屏幕)
3、更改TF卡中的config.txt文件修改分辨率,针对此次使用的屏幕型号7inch HDMI LCD (H) (带外壳),需要在config.txt最后添加如下语句:

  max_usb_current=1
  hdmi_force_hotplug=1 
  config_hdmi_boost=10
  hdmi_group=2 
  hdmi_mode=87 
  hdmi_cvt 1024 600 60 6 0 0 0

3、更改完后,重启树莓派,即可驱动HDMI屏幕

5 连接CSI摄像头

5.1 测试树莓派摄像头

测试树莓派摄像头的方法为:

  • 确保镜像为从微雪百科下载,该镜像配置好了设备树,不作修改即可通过命令驱动两个摄像头。
  • 连接摄像头到CAM0和CAM1接口,本次实验采用的CSI摄像头型号为:IMX219-77 Camera。
  • 连接上后,开机,在开机后,即可检查摄像头效果:
  • 查看接入的第一个摄像头画面:
sudo raspivid -t 0 -cs 0
  • 查看接入的第二个摄像头画面:
sudo raspivid -t 0 -cs 1

其中-cs参数表示接入的是第几个摄像头,但-cs参数表示的摄像头号和板子及外壳丝印并不完全一致(参数-cs表示的是接入的第几个摄像头,若仅接入了一个摄像头到CAM1接口,则查看该摄像头命令的-cs参数为0,以表示接入的第0个摄像头)。

5.2 源镜像,修改设备树以驱动摄像头

若使用我们提供的镜像,则已经配置好了设备树,这一步可直接跳过,若使用的是官方提供的全新镜像,则需要重新配置设备树。

  • 运行raspi-config,选择Interfacing Options->Camera->Yes->Finish-Yes,reboot系统,打开enable camera。
  • 下载官方提供的设备树文件,树莓派基金会设备树 介绍链接,树莓派基金会设备树 下载链接1下载链接2
  • 在下载完设备树文件后,接下来,需要修改设备树文件,具体设备树修改如下:

Compute Module PoE Board User Manual-13 .png Compute Module PoE Board User Manual-14.png
即:对比官方的设备树文件,具体修改为:Camera0的LDE与SHUTDOWN从原来的4,5引脚修改为32,33引脚。

  • 在修改设备树文件后,编译设备树文件,编译方法如下:
dtc -I dts -O dtb -o dt-blob.bin dt-blob-disp1-cam2.dts
  • 编译后,会生成一个dt-blob.bin文件,将这个文件直接复制(代替)到boot目录下即可。
  • 重启,通过以下命令即可测试双摄像头:
 sudo raspivid -t 0 -cs 0
 sudo raspivid -t 0 -cs 1

如何使用CAM3接口

CAM3接口和CAM1接口是通过GPIO38引脚来切换的
如果将GPIO38接口设置为高电平,CS1接口调用的为CAM3接口的摄像头
如果将GPIO38接口设置为低电平,CS1接口调用的为CAM1接口的摄像头

  • 运行下面的程序
cd ~/CM_STEREO_BOARD
sudo chmod +x CAM3_CAM1_Switch.sh
./CAM3_CAM1_Swtich.sh 1
./CAM3_CAM1_Switch.sh 1 切换使用CAM3接口
./CAM3_CAM1_Switch.sh 1 切换使用CAM1接口
  • 切换好了之后再运行摄像头指令测试
sudo raspivid -t 0 -cs 1

6 测试ICM20948

  • 首先下载示例程序
wget http://www.waveshare.net/w/upload/d/d8/CM_STEREO_BOARD.zip
unzip CM_STEREO_BOARD.zip
  • 将ICM20948补光灯板通过10pin排线接到STEREO扩展板上
  • 开启I2C接口
sudo raspi-config
选择Interfacing Options -> I2C -> Yes->OK
  • 检测一下I2c地址
i2cdetect -y 1

CM-STEREO-BOARD-1.png

可以检测到68 69两个地址,说明模块连接正常
其中68是RTC的地址,69是ICM20948芯片的地址
  • 运行以下指令测试ICM20948
cd ~/CM_STEREO_BOARD/10Dof-D_Demo/
sudo make
sudo ./10Dof-D
运行程序之后终端界面会打印ICM20948芯片的信息

CM-STEREO-BOARD-2.png

Ctrl+c可以关闭程序

7 测试RTC

  • STEREO扩展板留有RTC备用电池座,你可以接入CR1220纽扣电池使用,电池需要自行另外购买
  • 修改rc.local文件
sudo nano /etc/rc.local
将以下的语句添加到exit0前面
sudo modprobe i2c-dev &
sudo modprobe i2c-bcm2708 &
echo "ds1307 0x68" | sudo tee /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device &

CM-STEREO-BOARD-3.png

  • 重启系统
sudo reboot
  • 重启之后重新检测一下I2c地址,会发现原来的68地址变成了UU,这个是正常现象
  • 读取RTC时间
sudo hwclock -r
指令运行之后会打印出当前的网络时间,如果时间不对,在系统中设置一下时区再测试一下即可
  • 你也可以将RTC时间写入系统
sudo hwclock -s

7 测试补光灯和按键

在ICM20948的板上,板载了两个补光灯,一个是白色补光灯,一颗是红外补光灯。这里我们结合STEREO板上的按键来测试补光灯功能

  • 运行指令
cd ~/CM_STEREO_BOARD/
sudo python KEY_LED.py
成功运行程序之后,红外补光灯会亮起,按下按键会切换红外补光灯和白色补光灯
注意白色补光灯亮度比较高,测试的时候遮挡一下避免直接照射眼睛
Ctrl+C可以终止程序

8 测试串口扩展板

  • 将串口扩展板通过36PIN排线接入到STEREO板上
  • 用USB线将串口扩展板上的USB口接到电脑
  • 树莓派系统开启串口调试接口功能
sudo raspi-config
选择Interfacing Options -> Serial -> Yes -> No -> OK
  • 重启系统,然后再电脑端打开putty软件,使用串口登录树莓派即可

文档

程序

软件

镜像

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