本文将介绍如何一步步运行Xilinx官网的SmartCamera示例程序，全文分为三个部分，分别为安装Docker、配置Docker国内镜像源，以及运行SmartCamera示例程序。读完本文，读者将会了解如何在KV260上安装最新版本Docker，以及如何在KV260上运行Xilinx官方的SmartCamera示例程序。
一、安装Docker
这里我参考的是Docker官方文档的步骤，这样可以安装最新版本的Docker。KV260系统镜像使用的是同时支持KV260和KR260的Ubuntu Desktop 22.04 LTS版本，下载页面：Install Ubuntu on Xilinx | Ubuntu 。具体安装方法上一篇帖子已有介绍，这里不再赘述了。
1.1 先决条件
Docker官方文档上说明，Ubuntu系统上安装最新版Docker要求必须是20.04及以上版本，我们KV260使用的的22.04版本是没有问题的。
1.2 卸载旧版本Docker
如果用Ubuntu默认软件源安装了Docker软件包，则需要先卸载这些软件包，才可以安装Docker官网最新版本的。
要卸载的非官方软件包是：
docker.iodocker-composedocker-docpodman-docker
此外，Docker引擎依赖于 containerd 和 runc .Docker 引擎将这些依赖项捆绑为一个捆绑包： containerd.io 。如果您已安装 containerd 或 runc 以前，请卸载它们以避免与 Docker 引擎捆绑的版本发生冲突。
运行以下命令以卸载这些软件包：
for pkg in docker.io docker-doc docker-compose podman-docker containerd runc; do
sudo apt-get remove $pkg
done
1.3 添加Docker官方apt源
Docker官方文档介绍了好几种安装最新版本Docker的方法，这里仅以apt方式为例。
具体包括以下四个步骤：
-
更新软件包索引，并安装 apt 软件包，让 apt 支持从HTTPS的软件源下载软件包：
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg
-
添加 Docker 的官方 GPG 密钥：
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg
-
使用以下命令设置存储库：
echo \
"deb [arch="$(dpkg --print-architecture)" signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
"$(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME")" stable" | \
sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
-
更新apt包索引：
sudo apt-get update
1.4 安装Docker服务和命令行工具
配置好Docker官方的apt源之后，就可以安装最新版的Docker服务和命令行工具了。
安装命令：
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin
安装完成后，通过运行 hello-world 映像验证 Docker 引擎安装是否成功：
sudo docker run hello-world
1.5 为用户添加docker组权限
Docker安装后，默认需要加sudo才可以运行docker命令，不是很方便。
将当前用户添加docker组权限后，当前用户下次登录系统不加sudo也可以运行docker命令，使用起来会比较方便。
执行以下命令，可以为当前用户添加docker组权限：
sudo usermod -aG docker $USER
二、配置国内Docker镜像源
默认情况下docker pull命令会从https://registry.hub.docker.com 下载映像，国内部分网络环境速度较慢，可以通过配置国内Docker镜像源加速。
2.1 修改Docker配置文件
配置国内Docker镜像源，需要修改Docker服务配置文件，该配置文件位于 /etc/docker/ 目录下，文件名为 daemon.json ：
sudo vim /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": [
"https://ccr.ccs.tencentyun.com",
"https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
"https://hub-mirror.c.163.com",
"https://mirror.baidubce.com",
"https://registry.docker-cn.com"
]
}
2.2 重启Docker服务
修改完配置文件后，需要重启docker服务配置文件才能生效。
重启Docker服务的命令为：
sudo service docker restart
2.3 查看Docker信息
可以通过docker info命令查看国内镜像配置是否生效，命令为：
docker info
我这里输出如下：
可以看到配置的镜像信息已经生效了。
三、运行SmartCamera示例程序
Xilinx官方文档提供了SmartCamera示例程序，可以运行。接下来我们尝试在KV260上运行SmartCamera示例程序。
3.1 硬件准备
和上一篇帖子类似，开始实验前，需要为KV260准备：
- 烧录好系统镜像的SD卡，作为系统启动介质
- USB-Micro数据线，用于接收串口日志，登录系统
- 电源适配器，用于给开发板供电
- RJ45网线，另一端连接到可以访问公网的路由器上。
- IAS摄像头，SmartCamera示例需要
3.2 软件准备
由于SmartCamera示例会在KV260上启动一个RTSP服务端，因此，PC上需要准备RTSP客户端软件，推荐使用VLC。VLC可以从其官网下载，下载页面：官方下载：VLC media player，最棒的开源播放器 - VideoLAN
另外，确保 PC 和 KV260 位于同一网段内，建议让PC和KV260连接到同一个路由器上，并且路由器可以访问互联网。
3.3 添加Xilinx软件包apt源
Ubuntu官网下载的KV260镜像中，默认不带有Xilinx软件包的源，无法通过apt命令下载Xilinx软件包；需要添加Xilinx软件包的apt源后，才可以通过apt安装Xilinx软件包。
添加Xilinx软件包apt源的命令如下：
sudo add-apt-repository ppa:xilinx-apps/ppa
sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-xilinx/updates
sudo apt update
3.4 下载并加载SmartCamera固件
KV260 SmartCamera示例程序需要加载专门的固件之后才可以正常运行。KV260 SmartCamera示例程序专属固件，可以通过apt命令从Xilinx专属apt源下载并安装。
首先执行以下命令，在软件包索引中搜索KV260固件相关的软件包：
sudo apt search xlnx-firmware-kv260
执行结果为：
成功搜索到了软件包，则前面添加Xilinx软件包apt源和更新apt包索引一切正常。
接下来，安装KV260 SmartCamera固件软件包：
sudo apt install xlnx-firmware-kv260-smartcam
3.5 加载SmartCamera固件
KV260固件由比特流和设备树覆盖 （dtbo） 文件组成。一旦 Linux 完全启动，固件将根据用户请求动态加载。xmutil 实用程序可用于此目的。
xmutil 常用的几个命令：
- desktop_disable 禁用桌面，。
- desktop_enable 启用桌面，。
- listapps 查询固件资源管理器守护进程，当前平台上有哪些可用的预编译的应用比特流，并输出汇总信息。
- unloadapp 卸载固件，需要加一个槽编号（默认为0）；
- loadapp 加载请求的应用配置比特流到可编程逻辑，如果设备可用的话；
接下来使用xmutil尝试加载SmartCamera固件：
-
首先，禁用桌面，执行命令：sudo xmutil desktop_disable
-
然后，查看当前可用固件有哪些，执行命令：sudo xmutil listapps
其中，Active_slot为0，代表当前正在使用的；
-
接着，卸载当前固件，执行命令： sudo xmutil unloadapp
执行成功后，风扇开始疯狂旋转，噪音明显升高。
-
最后，加载smartcam固件，执行命令：sudo xmutil loadapp kv260-smartcam
可以看到，输出了“kv260-smartcam: loaded to slot 0”，表示成功加载了。另外，有几行警告输出，没有影响，可以不用关心。
3.6 拉取SmartCamera Docker映像
使用以下命令拉取智能摄像头的 2022.1 Docker 映像：
docker pull xilinx/smartcam:2022.1
拉取过程较慢，需要耐心等待。
拉取完成后，可以使用如下命令查看本地已有的Docker映像：
docker images
执行结果如下：
3.7 启动Docker容器
使用以下命令，启动一个基于刚刚拉取的xilinx/smartcam:2022.1映像的 Docker 容器：
docker run \
--env="DISPLAY" \
-h "xlnx-docker" \
--env="XDG_SESSION_TYPE" \
--net=host \
--privileged \
--volume="$HOME/.Xauthority:/root/.Xauthority:rw" \
-v /tmp:/tmp \
-v /dev:/dev \
-v /sys:/sys \
-v /etc/vart.conf:/etc/vart.conf \
-v /lib/firmware/xilinx:/lib/firmware/xilinx \
-v /run:/run \
-it xilinx/smartcam:2022.1 bash
它将在新容器中启动智能摄像头映像。
执行结果如下：
3.8 运行smartcam应用程序
这里介绍命令行方式运行SmartCamera应用程序。官方文档另外还介绍了Juypter Notebook的运行方式，感兴趣的可以自行查阅官方文档。
在刚刚启动的容器shell环境中，执行smartcam -h可以查看smartcam命令的使用方式：
MIPI输入（IAS摄像头）RTSP输出
在刚刚启动的容器shell环境中，执行命令：
smartcam --mipi -W 1920 -H 1080 --target rtsp
执行后，控制台输出了RTSP链接：
复制下面的链接，PC上打开VLC播放器，通过 媒体→打开网络串流 菜单，打开RTSP流：
点击播放，就可以看到KV260摄像头的画面了。
SmartCamera可以识别画面中的人脸：
3.9 视频文件输入RTSP输出
首先，下载测试视频文件，视频下载页面为（推荐下载1920x1080分辨率的）： Alley People Walk Free Stock Video - Pixabay
接着，使用ffmpeg命令转为h264格式：
ffmpeg -i alley_1080p.mp4 -c:v libx264 -pix_fmt nv12 -vf scale=1920:1080 -r 30 output.nv12.h264
推荐在PC上执行ffmpeg命令，速度较快；Windows版本的ffmpeg可以从ffmpeg官网下载：https://ffmpeg.org/download.html
在我的PC上十几秒钟就转换完成了，视频一共1035帧，转换过程速率达到了79fps，耗时13秒多：
在KV260上用ffmpeg转换同样的视频，实测速率只有3.1fps，总耗时5分钟多，不推荐：
转换成功后，可以通过scp将转换成功的output.nv12.h264文件拷贝到KV260上：
拷贝到设备上之后，类似的可以运行smartcam命令，并以文件为输入RTSP为输出：
smartcam --file /tmp/output.nv12.h264 -i h264 -W 1920 -H 1080 -r 30 --target rtsp
此时用VLC打开网络串流，可以看到画面中的人脸实时识别：
我们也可以使用ffmpeg将RTSP流转录到视频文件中：
ffmpeg -i rtsp://192.168.0.110:554/test -frames 1035 -r 30 rtsp_output.mp4
四、参考链接
- Snaps - xlnx-config Snap for Certified Ubuntu on Xilinx Devices - Xilinx Wiki - Confluence (atlassian.net)
- Getting Started with Certified Ubuntu 22.04 LTS for Xilinx Devices - Xilinx Wiki - Confluence (atlassian.net)
- Smart Camera — Kria™ KV260 2022.1 documentation (xilinx.github.io)
- Install Docker Engine on Ubuntu | Docker Documentation
- Linux post-installation steps for Docker Engine | Docker Documentation
- Docker 配置国内源加速(2023/05/14)_docker国内镜像源_Hit不死的小强的博客-CSDN博客
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