JSN20 การใช้งานกล้องCSI บนบอร์ดJetson Nano

จุดประสงค์การเรียนรู้ 

เพื่อให้ผู้เรียนสามารถใช้งานกล้อง CSI ผ่านบอร์ดJetson Nano ได้

ทฤษฎีการเรียนรู้

1. ความหมายของ CSI

  - CSI (Camera Serial Interface) เป็นมาตรฐานการเชื่อมต่อกล้องดิจิทัลเข้ากับระบบประมวลผล เช่น Jetson Nano, Raspberry Pi, Embedded System

  - CSI พัฒนามาจาก MIPI (Mobile Industry Processor Interface) Consortium

   -  ใช้สาย FFC (Flat Flex Cable) ในการเชื่อมต่อกับพอร์ต MIPI-CSI บนบอร์ด

2. หลักการทำงานของ CSI

1. Image Sensor (CMOS/CCD) จับแสงและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า

2. ข้อมูลภาพถูกส่งออกจากเซนเซอร์ ผ่าน CSI lanes

   • Clock Lane (ใช้ซิงโครไนซ์สัญญาณ)

   • Data Lanes (ส่งข้อมูลภาพ)

3. ข้อมูลถูกส่งแบบ ความเร็วสูง (High-Speed Serial) ไปยัง Image Signal Processor (ISP) บนบอร์ด

4. ISP ทำการ ประมวลผลภาพเบื้องต้น เช่น การลดสัญญาณรบกวน, White Balance, Exposure Control ก่อนส่งต่อให้ CPU หรือ GPU

3. โครงสร้างการเชื่อมต่อ

• Connector (MIPI-CSI Port) → ใช้สาย FFC เสียบเข้ากล้อง

• Lanes

  • 1 Clock Lane

  • 1–4 Data Lanes (Jetson Nano ใช้ 2 lanes)

• การเชื่อมต่อเป็นแบบ Point-to-Point ระหว่างกล้องกับ SoC

4. ข้อดีของ CSI เทียบกับ USB Camera 

วัสดุอุปกรณ์

1. กล้องCSI สำหรับบอร์ดJetson Nanoเท่านั้ัน (โดยทั่วไปกล้องCSIของRaspberry Pi จะไม่สามารถใช้ได้กับบอร์ดJetson Nanoได้)

2. บอร์ด Jetson Nano

วิธีทำการทดลอง

1. ทำการต่อกล้องCSI ดังภาพ

2. พิมพ์คำสั่งในterminal ว่าเห็นกล้องหรือไม่ ถ้าเจอกล้องจะมีคำว่า/dev/video0

3. ทดสอบเปิดกล้องใช้ nvgstcapture (เครื่องมือของ NVIDIA)

4. ทดสอบในopen cv

import cv2

cap = cv2.VideoCapture("nvarguscamerasrc ! video/x-raw(memory:NVMM), width=1280, height=720, framerate=30/1, format=NV12 ! nvvidconv ! video/x-raw, format=BGRx ! videoconvert ! video/x-raw, format=BGR ! appsink", cv2.CAP_GSTREAMER)

while True:

    ret, frame = cap.read()

    if not ret:

        break

    cv2.imshow("CSI Camera", frame)

    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):

        break

cap.release()

cv2.destroyAllWindows()