《嵌入式系统开发技术》设计报告

嵌入式系统开发技术

设计报告

组长：

成员：

中国石油大学（华东）计算机与通信工程学院计算机科学系

二0 年12 月

一、引言

OpenCV的全称是：Open Source Computer Vision Library。OpenCV是一个基于（开源）发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列C 函数和少量C++ 类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。它的应用领域非常广泛，包括人机互动、物体识别、图像分割、人脸识别、机器视觉、汽车安全驾驶等。随着手机性能的不断提高，OpenCV往安卓上移植已经成为可能，安卓设备移植上OpenCV之后将能够进行复杂的图像处理和视频分析工作，人们不必拘泥于使用固定的设备进行图像以及视频的处理，从而增加了处理的灵活性。

本课程设计实现的就是OpenCV到安卓的移植以及在安卓上实现一个简单的图像处理应用。Android应用程序是通过Android SDK（Software Development Kit）利用Java编程语言进行开发，同时也可以通过JNI调用C动态库，不过这种开发方式存在技术障碍，伴随着Android NDK(Native Development Kit)的问世，使得“JA V A+C”的开发方式走向成熟。

二、总体设计

1、功能描述

本课程设计分为以下四个模块，各模块功能介绍如下：

Android-OpenCV项目：

OpenCV中大部分重要API在该项目中已经封装成了JA V A接口，为安卓上的OpenCV开发提供C、C++函数支持。

Android NDK：

它包括从C / C++生成原生代码库所需要的工具和build files，能够将一致的原生库嵌入可以在Android设备上部署的应用程序包文件（application packages files ，即.apk文件）中，支持所有未来Android平台的一些列原生系统头文件和库。在本课程设计中担任重要角色，包括交叉编译OpenCV源代码、编译测试程序等。

Cygwin:

Windows下模拟Linux操作环境，在其中执行NDK编译。

Eclipse：

Android开发环境，开发android程序，生成可执行的.apk文件,连接真机或虚拟机进行调试。

2、设计特色

本课程设计的特色在于成功的将android-opencv移植到eclipse开发环境中去，实现了在android设备开发图像处理、视频分析应用，提高了android设备的使用价值。编译环境采用Android NDK+Cygwin，方便开发者在windows环境下开发“java+c”程序。

3、体系结构

C代码开发环境：

Java代码开发环境：

三、详细设计

1、Android NDK开发环境搭建

（1）、NDK下载

本课程设计使用的NDK版本是android-ndk-r4-crystax，这是一款面向android的编译工具，下载后解压，存放位置自己定义，我放在G盘根目录下。

（2）、Cygwin下载

由于NDK编译代码时必须要用到make和gcc，所以必须搭建一个Linux环境，下载Cygwin，安装时要注意一下几点：安装目录最好不要放在有中文和空格的目录里；在选择需要下载的包时，由于不清楚各个包的用途，为了避免出错，所以选择了全部下载；由于是从国外站点下载资源，速度稍微有些慢，大约1~2个小时，期间应确保网络通畅。安装后在系统环境变量Path中加入cygwin的bin和

android-ndk-r4-crystax的路径，检测是否安装成功，打开Cygwin Terminal,在命令行输入“cygcheck -c cygwin”，会打印出当前cygwin的版本和运行状态，显示status是“OK”，则表示安装成功，否则需要重新安装。下面需要配置NDK环境变量，配置文件为.bash_profile，我的文件目录是

D:\cygwin\home\zhangyu\.bash_profile，在文件末尾添加“NDK=/cygdrive/< 你的盘符>/”，为了区分该NDK版本，我写的是：ndk_r4=/cygdrive/g/android-ndk-r4-crystax export ndk_r4，“ndk_r4”这个名字是自己定义的，方便记忆。保存后，关闭终端，重启，

终端，可能会出现一下错误：

导致这个错误的原因是使用了windows环境下的编辑环境，在Linux下存在不兼容的问题，在该文件目录下输入“dos2unix .bash_profile”，以Unix标准规范该文件即可消除错误。输入“cd $ndk_r4”，如果跳到该目录下，则表明ndk环境变量配置成功。

下面对NDK所带的一个例子进行编译，如下图所示：

编译后生成libhello-jni.so文件，将该工程导入eclipse，编译运行，结果如下：

至此，Android NDK开发环境搭建完毕。

2、Android-OpenCV移植

移植方法参照CSDN的一篇博文，下载Android-OpenCV源码包，存放到G盘根目录

下，该源码包已经写好了交叉编译Opencv的Makefile文件和Opencv的Android Library Project，用于本课程设计，需要修改以下几个地方：

（1）build.sh文件

将“ndk-build”替换为“cygdrive/g/android-ndk-r4-crystax/ndk-build ”，用于明确所使用的ndk-build的具体路径。

（2）clean.sh文件

同上。

将android-ndk-r4-crystax整个文件夹拷贝到D:\cygwin\home\zhangyu下，因为在opencv源码包中的local.env文件中指定的ANDROID_NDK_ROOT=$(HOME)/android-ndk-r4-crystax。或者在此处更改NDK目录，总之目的就是正确的找到NDK工具所在目录。

下面编译Opencv，打开Cygwin终端，进入opencv目录，运行build.sh，编译大约持续30分钟，编译成功后，在android/libs/armeabi和armeabi-v7a两个文件夹下生成libandroid-opencv.so文件，用于Android开发的opencv 库文件生成成功。

打开eclipse，将android文件夹下的工程导入到eclipse工作空间中，导入后运行该工程，在虚拟机上无任何反应，eclipse控制台输出如下信息：