二、嵌入式目标跟踪系统硬件与软件环境搭建
以“低算力平台(STM32H743)+ 中高端平台(RK3568)”双场景为例,搭建基于OpenCV的嵌入式目标跟踪环境,覆盖裸机/RTOS与Linux系统,确保方案的通用性与可移植性。
(一)硬件平台选型与搭建
1. 低算力平台(MOSSE算法适配):选用STM32H743VI(Cortex-M7内核,主频480MHz,1MB RAM,16MB Flash),搭配OV7725 CMOS摄像头(VGA分辨率,30FPS),通过DCMI接口采集图像;供电采用5V锂电池,适配便携场景;添加OLED显示屏(0.96英寸)实时显示跟踪结果。
2. 中高端平台(KCF/MOSSE算法适配):选用RK3568(四核Cortex-A53,主频1.8GHz,2GB RAM,16GB eMMC),集成Mali G52 GPU,搭配OV2710摄像头(1080P,30FPS),MIPI接口传输图像;支持Linux系统,可启用NEON/GPU加速,兼顾跟踪性能与扩展性。
(二)软件环境搭建与OpenCV适配
1. 低算力平台(RTOS+OpenCV):
- 操作系统:选用RT-Thread实时操作系统,调度延迟低至微秒级,适配裸机硬件资源;
- OpenCV裁剪与移植:针对STM32H7裁剪OpenCV 4.5版本,仅保留core、imgproc、video模块,移除dnn、highgui等冗余模块;通过交叉编译工具链(arm-none-eabi-gcc)编译,启用NEON加速,优化编译参数(-O3 -mfloat-abi=hard),减小库体积至500KB以内;
- 驱动适配:编写OV7725摄像头DCMI驱动与OLED屏SPI驱动,实现图像采集与跟踪结果显示。
2. 中高端平台(Linux+OpenCV):
- 操作系统:安装Ubuntu 20.04嵌入式Linux系统,配置内核支持摄像头与GPU;
- OpenCV编译与安装:编译OpenCV 4.8版本,启用NEON、OpenCL(GPU加速)与多线程支持,核心编译参数如下:
cmake -D CMAKE_CXX_COMPILER=arm-linux-gnueabihf-g++ \
-D CMAKE_C_COMPILER=arm-linux-gnueabihf-gcc \
-D WITH_NEON=ON \
-D WITH_OPENCL=ON \
-D WITH_THREADS=ON \
-D CMAKE_BUILD_TYPE=Release \
-D BUILD_opencv_video=ON \
-D BUILD_opencv_imgproc=ON \
-D BUILD_opencv_core=ON \
-D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/home/opencv-arm \
..
- 摄像头适配:通过V4L2驱动调用OV2710摄像头,实现1080P/640×480分辨率图像采集。