ROS_Opencv-摄像头图像发布和订阅

图像读取

01.opencv读入数据
 摄像头    cv::  VideoCapture()
 视频      cv::  VideoCapture()
 读取视频时可以传入视频路径，而读取摄像头传入的是index索引号
 图像数据集cv::   cv2.imread()

02.摄像头挂载点
       ls /dev/video*
  或者 ls /dev  | grep video
     是否存在有效usb摄像头设备  dmesg | grep video
03.摄像头内核驱动与Linux内核
  就是通过总线与硬件设备进行通信，控制硬件进去各种工作状态，获取器件相关寄存器的值，从而得到设备的状态
     V4L2是Video for linux2的简称,为linux中关于视频设备的内核驱动
    linux上的camera都 是按照v4l2框架来设计，它的地址位于Linux kernel 
    V4L2的核心源码位于 drivers/media/v4l2-core  
    V4L2支持三类设备：视频输入输出设备、VBI设备和radio设备
   在 Linux中，硬件的驱动程序，都是由内核支持的
   Linux内核是Linux系统的核心程序，主要完成任务调度、内存管理、IO设备管理等等功能
03.摄像头硬件结构和工作原理
    摄像头引脚作用&硬件连接
    摄像头模组，全称CameraCompact Module，简写为CCM。
       CCM 包含四大件： 镜头(lens)、传感器（sensor）、软板（FPC）、图像处理芯片（DSP）
     sensor驱动:主要上电、提供工作时钟、视频图像裁剪、流IO开启等,
              实现各种设备控制方法供上层调用并注册 v4l2_subdev
    接口： 
      USB接口 UVC，全称 USB Video Class 、是 USB-IF 定制的一套标准
      MIPI接口 MIPI（移动行业处理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的

从Camera到ROS

通过用openCV来捕获视频流
在 cv_bridge::CvImage类中执行toImageMsg 将OpenCV图像转换为ROS消息的 
发布ros消息
 CvImage类中执行的OpenCV图像转换为ROS消息的成员函数为 toImageMsg
    cv::Mat frame;
    std_msgs::Header header;
    header.seq = cnt;
    header.stamp = ros::Time::now(); 
    sensor_msgs::Image img_msg ;
    cv_bridge::CvImage  img_bridge = cv_bridge::CvImage(header, sensor_msgs::image_encodings::BGR8, frame);
    img_bridge.toImageMsg(img_msg); 

从ROS中到opencv图像

cv_bridge中的
 Convert a sensor_msgs::Image message to an OpenCV-compatible CvImage, copying the image data.
    toCvCopy  返回值是 CvImagePtr
     toCvShare 返回值是 CvImageConstPtr
 //toCvCopy函数会从ROS消息中拷贝一个图像数据
 cv_bridge::CvImagePtr image_ptr = cv_bridge::toCvCopy(RGB_image, sensor_msgs::image_encodings::RGB8);
 cv::Mat RGB_image= image_ptr->image;  
其中
 typedef boost::shared_ptr<CvImage> CvImagePtr;
 typedef boost::shared_ptr<CvImage const> CvImageConstPtr;
 ROS中cv_bridge源码中执行转换的类为 CvImage，该类包含了OpenCV的Mat格式的图像、该消息的encoding以及ROS header
  CvImage
    std_msgs::Header header; //!< ROS header
    std::string encoding;    //!< Image encoding ("mono8", "bgr8", etc.)
    cv::Mat image;

发布和订阅

生产和消费 // 0.包含头文件 #include "ros/ros.h"
    //1.初始化 ROS 节点  ros::init(argc,argv,"talker"); //参数3 是节点名称，是一个标识符，需要保证运行后，在 ROS 网络拓扑中唯一
    //2.实例化 ROS 句柄   ros::NodeHandle nh;    //该类封装了 ROS 中的一些常用功能

     //3.实例化 发布者 对象
     ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("chatter",10);
     std_msgs::String msg;  + 构造消息== 组织被发布的数据，并编写逻辑发布数据
     pub.publish(msg);

     
     //3.实例化 订阅者 对象
        ros::Subscriber sub = nh.subscribe<std_msgs::String>("chatter",10,doMsg);
        void doMsg(const std_msgs::String::ConstPtr& msg_p){ } 定义回调函数-处理订阅的消息(回调函数)
       设置循环调用回调函数

   image_transport 被用在image订阅和发布上 image_transport 默认的传输，通过ROS传输sensor_msgs/Image
其他通信类型
    nh.advertiseService  nh.serviceClient

显示器

 opencv显示
   cv2.imshow()
 接口的物理标准和通讯协议
 计算机显示接口
  显示器的 VGA、DVI 、HDMI 和 DP 接口 USB Type-C接口-连接主机和显示器的外部显示接口
   HDMI High-Definition Multimedia Interface   基于 TMDS 技术
   DP（Display Port）接口是HDMI接口的竞争对手    基于 LVDS 技术
    DP口定义了两种接头，全尺寸（Full Size）和迷你DP（Mini），两种接头皆是20针
   VGA接口也称为D-Sub接口。在CRT显示器时代，VGA接口是必备的。因为CRT是模拟设备，而VGA采用的也是模拟协议
   USB 3.1的接口来说，有Type-A、Type-B以及Type-C 
     Type C接口的好处在于可以正反插拔，部分Type C接口也同样具有数据、电力、信号传输的功能
   电1和雷电2外形上采用的是Mini DP的外形，而雷电3采用的是USB Type-C的外形
   大多数人来说网线可能只是用来连接网络的。但是其实网线还可以用给设备供电，如果采用HDBaseT协议甚至还能传送高清影音
 家庭影音设备
      模拟信号：复合信号Composite Video
      模拟信号：分量信号Component Video
      数字信号 DVI Digital Visual Interface：

参考：

 cv_bridge用于ROS图像和OpenCV图像的转换 https://blog.csdn.net/bigdog_1027/article/details/79090571