一、摄像头基础

1.摄像头整体成像与信号处理流程

光学投射：景物的光学图像通过镜头（LENS）投射到图像传感器（Sensor）表面；
电信号转换：Sensor 将接收到的光学图像转化为模拟电信号；
模数转换：通过 A/D（模数转换器）把模拟电信号转换为数字图像信号；
数字处理：数字图像信号送入数字信号处理芯片（DSP）中进行加工处理；
传输显示：处理后的信号通过 I/O 接口传输到 CPU 中进一步处理，最终通过显示设备（display）呈现出图像。

2.Sensor（感光传感器）核心工作原理

1.镜头前置配合：镜头（Lens）滤去不可见光，仅让可见光进入并精准投射到 Sensor 上；
2.Sensor 信号转化链：光照→产生电荷→形成弱电流→转化为 RGB 数字信号波形→进一步转化为 YUV 数字信号；
3.信号后续处理：Sensor 输出的信号会经过性能补偿、信号放大后，再送入 A/D 转换器进行模数转换。

3.核心技术指标

指标维度	核心影响	工程选型关键
分辨率	画面清晰度、数据量	平衡带宽 / 算力，嵌入式常用 VGA/720P
色深	色彩还原度	主流 24 位真彩色，低功耗场景用 16 位
变焦	拍摄灵活性	光学变焦优先，数码变焦仅作辅助
压缩算法	传输 / 存储效率	嵌入式优先 H.264，低带宽用 H.265
降噪 / AWB/AF/AE	画面质量	决定摄像头的实际成像效果，是 Sensor 调校的核心

二、摄像头测试

1.ubuntu抢占摄像头

虚拟机(VM) → 可移动设备(Removable Devices) → 找到你的摄像头设备（如Logitech HD Pro Webcam C920） → 选择「连接(断开与主机的连接)」

验证命令

ls /dev/video0 -l

crw-rw----+ 1 root video 81, 0 Apr 30 21:28 /dev/video0

2.Cheese 测试摄像头

1. 工具作用
   Cheese 是 Ubuntu 下的图形化摄像头测试工具，用于快速验证摄像头硬件、驱动、V4L2 子系统是否正常工作，是嵌入式摄像头开发的前置验证步骤。

2. 安装与使用

# 更新软件源
sudo apt-get update
# 安装 Cheese
sudo apt-get install cheese

然后启动测试

cheese

正常现象：窗口实时显示摄像头采集的画面，支持拍照、录像、特效等功能；
异常排查：若无法启动 / 无画面，需检查：
摄像头是否正确挂载到虚拟机（而非物理机占用）
/dev/video0 设备文件是否存在、权限是否正常
V4L2 驱动是否加载、用户是否在 video 用户组

三、mjpg-streamer移植

1.常用嵌入式视频图像开源库

• luvcview:
  基于 V4L2、SDL 的程序，支持拍照录像，参数调节，代码精简实用，适合学习 V4L2 编程
• cheese:
  基于 V4L2、GTK 的程序，支持拍照录像，特殊视频效果
• motion:
  移动侦测拍照程序
• mjpg-streamer:
  网络摄像机程序
• ffmpeg

mjpg-streamer简介
MJPG-streamer是一个优秀的开源project，它可以通过HTTP的方式访问linux上面的兼容摄像头，从而做到远程视频传输的效果。它就是一个把摄像头画面变成 “网络视频” 的小工具，让你在浏览器里直接看监控。
流程：摄像头硬件 → V4L2 驱动 → /dev/video0 设备节点 → MJPG-streamer 程序 → HTTP 服务器 → 网络 → 浏览器/播放器

2.mjpg-streamer移植

1. 安装前准备（安装编译依赖）

# 安装基础依赖
sudo apt-get install libsdl1.2-dev subversion
# 安装JPEG编解码库（核心依赖，用于MJPEG编码）
sudo apt-get install libjpeg62-dev
# 安装图像处理工具
sudo apt-get install imagemagick
# 若未安装git，先执行此命令安装
sudo apt-get install git

2. 下载 MJPG-streamer 源码

# 进入指定工作目录（提前创建好该目录）
cd /home/peng/work/camera
# 从GitHub克隆源码
git clone https://github.com/shrkey/mjpg-streamer

3. 编译安装

# 进入源码根目录
cd mjpg-streamer/mjpg-streamer
# 执行编译（Makefile会自动编译主程序和插件）
make
# 执行安装（将程序、插件、网页文件安装到系统目录）
sudo make install

3.编译结果


执行脚本

export LD_LIBRARY_PATH="$(pwd)"
./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -y" -o "./output_http.so -w ./www" -o "./output_file.so -f /www/pice -d 15000"

1. export LD_LIBRARY_PATH=“$(pwd)”
   让系统能找到插件文件（.so）
2. ./mjpg_streamer
   启动流媒体服务
3. 后面一大串参数（最核心）
   -i “./input_uvc.so -y”
   读取 USB 摄像头画面（YUV 格式）
   -o “./output_http.so -w ./www”
   开启网页服务
   浏览器输入 IP:8080 就能看实时监控
   -o “./output_file.so -f /www/pice -d 15000”
   每 15 秒拍一张照片
   保存到 /www/pice 文件夹

这些是写在start.sh里的
特就是运行

.sudo ./start.sh

本机测试：直接在 Ubuntu 浏览器输入http://127.0.0.1:8080，打开自带监控页
手机远程：用ifconfig查到 Ubuntu 的 IP（比如192.168.3.100），手机浏览器输入http://192.168.3.100:8080就能看
直接抓图：输入http://192.168.3.100:8080/?action=snapshot，直接下载当前帧图片

四、mjpg-streamer支持单拍、连拍

mjpg_stream 中output-file.so 只实现了连续拍照的 功能,没有实现单拍或连拍几张的功能
我们要修改以下文件:
work/camera/mjpg-streamer/mjpg-streamer/plugins/output_file/output_file.c

添加代码
步骤 1：在 worker_thread 函数（196 行）初始化管道

char buf[10];    // 存从管道读取的命令
int flags = 0;   // 拍照标志：1=拍11张，2=拍1张
int fd_com = 0;  // 管道的文件描述符
int stop_num = 0;// 拍照计数

// 1. 检查管道是否存在，不存在则创建
if ( access("/tmp/webcom",F_OK) < 0 )
{
    if ( mkfifo("/tmp/webcom",0666) < 0 )
    {
        printf("photo fifo create failed\n");
    }
}

// 2. 以只读方式打开管道
fd_com = open ("/tmp/webcom",O_RDONLY,0666);
if (fd_com < 0)
{
    perror ("open the file webcom error");
}

步骤 2：在视频采集循环（229 行 while 内）监听管道命令

if (flags == 0)
{
    while(1)
    {
        // 从管道读取命令
        read(fd_com,buf,sizeof(buf));

        // 收到 "danger" → 标记拍11张
        if (strncmp(buf,"danger",6) == 0)
        {
            flags = 1;
            bzero(buf,sizeof(buf));
            break;
        }

        // 收到 "one" → 标记拍1张
        if (strncmp(buf,"one",3) == 0)
        {
            flags = 2;
            bzero(buf,sizeof(buf));
            break;
        }
    }
}

步骤 3：在拍照逻辑（355 行）执行拍照计数与复位

stop_num++;

// 拍11张的逻辑
if (flags == 1)
{
    if ( stop_num > 9 ) // 计数到10（共11张：0-10）
    {
        stop_num = 0;
        flags = 0; // 复位标志，回到监听状态
    }
}
// 拍1张的逻辑
else if (flags == 2)
{
    stop_num = 0;
    flags = 0; // 拍1张后直接复位
}

这里

if (strncmp(buf,"danger",6) == 0)
if (strncmp(buf,"one",3) == 0)

意思是：
收到 danger → 拍 11 张
收到 one → 拍 1 张

所以完整工作流程就是
1.启动 mjpg-streamer → worker_thread 初始化管道 /tmp/webcom，打开管道等待命令
2.外部发命令（比如终端执行 echo “one” > /tmp/webcom）
3.管道读取命令 → flags 被设为 2，退出监听，回到视频采集
4.执行拍照 → 采集 1 帧后，flags 复位，回到等待命令状态
5.发 danger 命令 → flags=1，连续采集 11 帧，计数满后复位

五、总结

1. 先进入目录（必须做）

cd /home/peng/work/camera/mjpg-streamer/mjpg-streamer

2. 一键启动监控（核心命令）

./start.sh

启动后

浏览器看实时监控
http://127.0.0.1:8080
命令行控制拍 1 张照片

echo "one" > /tmp/webcom

命令行控制拍 11 张照片

echo "danger" > /tmp/webcom