在Linux下使用树莓派交叉编译工具编译opencv库并进行移植

一、交叉编译opencv

继上一篇博客：“在Linux下配置opencv”之后，我以为直接将编译命令：g++ `pkg-config --cflags opencv` -o TestOpencv TestOpencv.cpp `pkg-config --libs opencv` 中的g++直接改成arm-linux-gnueabihf-g++就可以编译生成树莓派里可以执行的文件了。但事实上并非如此，而是在编译时出现了如下错误：

系统提示我libopencv_shap.so文件格式无法识别。然后我以此为关键词在网上查找资料，发现有人指出libopencv_shap.so是x86的，然而目标文件却是arm的。也就是说，需要先链接arm架构的库，即需要先交叉编译opencv（资料引自：http://tieba.baidu.com/p/4618016956）。这时我才明白原来我之前在Linux PC下编译的opencv库是不能在arm构架的树莓派上运行的。于是我便在Linux PC中使用树莓派交叉编译工具编译opencv库。网络上的资料都大同小异，基本都是使用cmake-gui来配置opencv。我最开始是参照下面这篇博客（https://blog.csdn.net/sun_28/article/details/52760463）进行配置的。后来又搜索到了另一篇文章（http://bbs.elecfans.com/m/jishu_531776_1_1.html），上面有实例介绍。然后我就参照他的编译指令将我的程序进行编译，指令如下：

arm-linux-gnueabihf-g++ TestOpencv.cpp -o TestOpencvForRaspberry `pkg-config --cflags --libs opencv` -lpthread -lrt -ldl

然而出现如下错误：

到网上查找资料并未有任何收获，后来向老师请教，她说这么多的同类型错误应该是配置的问题，然后我意识到可能是在交叉编译opencv时有些选项选择不正确。如下图所示：

我把其中能选的都选上了（有些勾选之后，点击图片左下角的“configure”是会提示有错误的）。然后重新make install，这次得的到的库文件（在CMAKE_INSTALL_PREFIX选项指定的文件夹的lib文件夹下面）不是.a文件，而是.so文件，后来我又去看之前参照配置opencv的博客，发现他没有勾选BUILD_SHARED_LIBS，采用的是静态编译。然后将.so文件放到了交叉编译工具里的lib目录下重新编译程序。这次就没有出现大批量的未定义标识符的错误，而是出现了如下错误：

错误的原因应该是交叉编译工具找不到动态链接库，但是我确实将动态链接库放进去了，后来我到交叉编译工具的目录下去查看。发现不止一个lib目录，还有/usr/lib,/usr/local/lib,于是我将xxxx.so文件放到所有的lib文件夹中去了，再次编译程序就没有问题了。

二、移植opencv库

然后我将交叉编译好的xxxx.so文件拷贝到了树莓派上的/lib目录下，将可执行文件TestOpencvForRaspberry拷贝到了~/Public/executable_files目录下。然后给TestOpencvForRaspberry添加可执行权限并执行程序，却提示如下错误：

提示我加载动态库的时候出现了问题，然后使用ldd指令查看依赖库，有如下回馈：

问题就是../../libopencv_xxxxx.so => not found,一直不明白这是怎么回事，只有把可执行文件放在当前用户的home目录或者根目录及其非home的子目录下才能正确执行。如下图所示：

然后不管把可执行文件放入其他任何地方都是无法执行，而且提示相同的错误。

后来自己用树莓派交叉编译工具编译了一个非opencv的动态链接库，将其放置到树莓派的/lib目录下，然后执行相应的程序，程序正确执行。现在初步怀疑在使用树莓派交叉编译opencv库的时候出现了错误。

三、解决方法

针对上述问题的解决方法：直接在树莓派上编译安装opencv生成动态链接库(.so文件)。并在Linux PC中也使用树莓派交叉编译工具编译相应版本的opencv，这样树莓派就不需要再编译程序而只要执行程序了。

1、在树莓派上安装opencv，转载自：https://blog.csdn.net/leaves_joe/article/details/67656340

软件源更新
sudo apt-get update 升级本地所有安装包，最新系统可以不升级，版本过高反而需要降级才能安装
sudo apt-get upgrade升级树莓派固件，固件比较新或者是Ubuntu则不用执行
sudo rpi-update然后安装构建OpenCV的相关工具：安装build-essential、cmake、git和pkg-config
sudo apt-get install build-essential cmake git pkg-config /安装常用图像工具包：安装jpeg格式图像工具包
sudo apt-get install libjpeg8-dev 安装tif格式图像工具包
sudo apt-get install libtiff5-dev 安装JPEG-2000图像工具包
sudo apt-get install libjasper-dev 安装png图像工具包
sudo apt-get install libpng12-dev 安装视频I/O包（注意最后一个包的数字“4”后面是“L”）：
sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev下面安装gtk2.0（树莓派很可能下载错误，更换中科大或者清华源即可，ubuntu有可能出现包版本过高的情况，需要将依赖包降级安装）：
sudo apt-get install libgtk2.0-dev优化函数包：
sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran如果你希望在Python中使用OpenCV，那么你还需要安装Python的开发包:
sudo apt-get install python-dev python3-dev执行到这里就把OpenCV的依赖包全部安装好了，之后要开始编译OpenCV源代码了，请大家用wget工具下载到用户目录下（源码要放在有执行权限的位置，不是安装位置），命令如下：使用wget下载OpenCV源码，觉得慢的话可以到https://github.com/opencv/opencv/releases下载OpenCV的源代码
tar.gz格式，需要解压好，放到用户目录下
但是OpenCV_contrib请大家使用wget，亲测直接到Github下载zip文件的话，会有编译问题下载OpenCV
wget -O opencv-3.4.3.zip https://github.com/Itseez/opencv/archive/3.4.3.zip解压OpenCV
unzip opencv-3.4.3.zip下载OpenCV_contrib库：
wget -O opencv_contrib-3.4.3.zip https://github.com/Itseez/opencv_contrib/archive/3.4.3.zip解压OpenCV_contrib库：
unzip opencv_contrib-3.4.3.zip找到你下载的源码文件夹并打开，tar.gz解压后文件夹名应该是opencv-3.4.3（版本号可能会变化），git方式下载的文件夹名应该是opencv。打开源码文件夹，这里以我修改文章时最新的3.4.3为例
cd opencv-3.4.3
之后我们新建一个名为release的文件夹用来存放cmake编译时产生的临时文件：新建release文件夹
mkdir release进入release文件夹
cd release提示！如果希望将其他库跟OpenCV连接起来使用，请提前配置好再进行接下来的编译设置cmake编译参数，安装目录默认为/usr/local ，注意参数名、等号和参数值之间不能有空格，但每行末尾“\”之前有空格，参数值最后是两个英文的点(注意！如果在root用户下执行cmake命令，请将OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH的值改为绝对路径，如：/home/joeya/opencv_contrib-3.4.3/modules)：/** CMAKE_BUILD_TYPE是编译方式
* CMAKE_INSTALL_PREFIX是安装目录
* OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH是加载额外模块
* INSTALL_PYTHON_EXAMPLES是安装官方python例程
* BUILD_EXAMPLES是编译例程（这两个可以不加，不加编译稍微快一点点，
*想要C语言的例程的话，在最后一行前加参数INSTALL_C_EXAMPLES=ON \）
**/sudo cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
-D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
-D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=..../opencv_contrib-3.4.3/modules \
-D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON \
-D BUILD_EXAMPLES=ON ..之后开始正式编译过程（如果之前一步因为网络问题导致cmake下载缺失文件失败的话，可以尝试使用手机热点，并将release文件夹删除掉，重新创建release文件夹并cmake）：/** 编译，以管理员身份，否则容易出错
* make命令参数-j4指允许make使用最多4个线程进行编译
* 所以可以根据自己机器的情况进行更改
**/sudo make -j4// 安装
sudo make install// 更新动态链接库
sudo ldconfig到这里，OpenCV的编译完成，已经可以正常使用了。2019.5.1补充：1、如果上面“CMAKE_INSTALL_PREFIX”设置的不是/usr/local，需要修改/etc/bash.bashrc中变量
LD_LIBRARY_PATH的值，具体为:
export LD_LIBRARY_PATH="$LD_LIBRARY_PATH:/opencv的安装位置，一直写到动态库的目录，如.../.../lib"2、上述过程在搭载ubuntu mate 16.04系统的树莓派中是没有问题的，能正常够执行交叉编译的opencv
程序，但是对于搭载2018-11-13-raspbian-stretch（可能每个版本都会）系统的树莓派在执行同一个程序
时，却会提示有一些动态库缺失，但是树莓派自己编译的opencv程序能正常执行，由于直接在树莓派上编译程
序影响效率（后期不仅仅只有opencv相关的程序），我就直接把ubuntu mate 16.04系统中的与opencv相关的
动态库复制到2018-11-13-raspbian-stretch系统的树莓派中，然后再在有问题的树莓派上执行程序就能解决
问题。

2、在ubuntu上交叉编译opencv，参考：https://blog.csdn.net/sun_28/article/details/52760463

1)、解压完opencv后，进入其下目录，执行指令：

sudo cmake-gui

然后就会弹出如下菜单，其中第一行为opencv文件的位置，第二行为安装位置。（我的安装位置为/usr/local/rasopencv343）

2)、填写完毕之后，点击左下角的configure，进入编辑器选择界面。

3)、选择Specify options for cross-compiling，并点击Next进入编译器设置界面如下图

如图填写编译工具信息，其中比较重要的是Compilers下的C, C++, Target Root项。
其中C项代表的是树莓派编译工具的gcc编译器，如本文的

/home/apple/tools/arm-bcm2708/arm-rpi-4.9.3-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc

而C++项表示树莓派编译工具的g++编译器，如本文的

/home/apple/tools/arm-bcm2708/arm-rpi-4.9.3-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-g++

Target Root代表标准库与头文件的搜索起始位置，可以理解为对应交叉编译工具的根目录。

/home/apple/tools/arm-bcm2708/arm-rpi-4.9.3-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf

4)、点击Finish生成一系列编译配置。
5)、在安装目录中创建一个新文件夹（比如ras）作为opencv（生成的库）的装载位置。（我的为/usr/local/rasopencv343/ras）

6)、修改参数：

在Search栏上输入CMAKE_INSTALL_PREFIX，将对应value的值表示生成的库的装载位置，我的为/usr/local/opencv343/ras在Search栏上输入OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH，将对应value的值表示扩展模块的文件所在位置，
即 opencv_contrib-***的位置，我的为/home/username/Document/opencv_contrib-3.4.4/build注意：路径要写到build，这部分参考自https://blog.csdn.net/leaves_joe/article/details/67656340

7)、点击Configure，进度条完成后，再点击Generate，即会在/usr/local/rasopencv343目录下产生Makefile编译文件。

8)、进入/usr/local/rasopencv343目录，修改CMakeCache.txt文件。在该文件中查找CMAKE_CXX_FLAGS:STRING，并为其赋值-lpthread -lrt -ldl

9)、然后依次执行如下指令即可完成编译安装

sudo make
sudo make install

3、交叉编译的过成功可能遇见的问题：

.../common.cc:52:2:error #error "No suitable threading library avaiable"...
解决方法：在common.cc文件中靠前的位置添加一个宏定义：#define HAVE_PTHREAD

这样，在ubuntu上交叉编译的opencv程序就可以在树莓派上的任意目录下执行了。

4、如果在树莓派上使用Raspberry Pi Camera V2摄像头，则需要进行如下设置：

1)、开启树莓派的摄像头功能

sudo raspi-config

选择第三个。

2)、启动摄像头功能

选择第一个。

3)、重启树莓派

4)、重启之后使用如下指令打开/etc/modules文件

sudo nano /etc/modules

然后在末尾添加上：

i2v-dev
bcm2835-v4l2  #注意v4后面是小写字母l，不是数字1

5)、关闭当前终端，重开一个终端就可以时文件生效。

6)、若还是无法启动摄像头，则可以尝试在树莓派启动之前先插上摄像头。