本文档说明

掌握多摄像头管理、分辨率切换等进阶技巧，以及常见报错的排查方法。

多摄像头管理

如果接入了多个 USB 摄像头，可以同时打开：

import cv2
import os

os.environ.setdefault('DISPLAY', ':0')

# 假设两个摄像头分别是 /dev/video73 和 /dev/video75
cap1 = cv2.VideoCapture(73)
cap2 = cv2.VideoCapture(75)

while True:
    ret1, frame1 = cap1.read()
    ret2, frame2 = cap2.read()

    if ret1:
        cv2.imshow("Camera 1", frame1)
    if ret2:
        cv2.imshow("Camera 2", frame2)

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

cap1.release()
cap2.release()
cv2.destroyAllWindows()

WARNING

同一个摄像头不能被两个进程同时打开。如果报错 VIDIOC_STREAMON: Device or resource busy，说明摄像头已被其他程序占用。

分辨率动态切换

import cv2

DEVICE_INDEX = 73

cap = cv2.VideoCapture(DEVICE_INDEX)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FOURCC, cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G'))

# 常用分辨率
resolutions = {
    '480p': (640, 480),
    '720p': (1280, 720),
    '1080p': (1920, 1080),
}

def set_resolution(cap, name):
    w, h = resolutions[name]
    cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, w)
    cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, h)
    actual_w = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
    actual_h = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
    print(f"Set {name}: requested {w}x{h}, actual {actual_w}x{actual_h}")

set_resolution(cap, '720p')
cap.release()

TIP

cap.set() 设置的参数不一定生效，取决于摄像头硬件支持。设置后务必用 cap.get() 确认实际值。

脚本模板

推荐的脚本开头模板，处理了 DISPLAY 和设备号自动检测：

#!/usr/bin/env python3
import cv2
import os
import subprocess

# 自动设置 DISPLAY（ADB/SSH 场景）
os.environ.setdefault('DISPLAY', ':0')

def find_usb_camera():
    """自动检测 USB 摄像头设备号"""
    try:
        result = subprocess.run(['v4l2-ctl', '--list-devices'],
                                capture_output=True, text=True, timeout=5)
        lines = result.stdout.split('\n')
        for i, line in enumerate(lines):
            if 'usb' in line.lower():
                for j in range(i + 1, len(lines)):
                    dl = lines[j].strip()
                    if dl.startswith('/dev/video'):
                        return int(dl.replace('/dev/video', ''))
                    if dl == '':
                        break
    except Exception:
        pass
    return None

# 自动获取设备号
DEVICE = find_usb_camera()
if DEVICE is None:
    print("No USB camera found!")
    exit(1)

print(f"Using camera: /dev/video{DEVICE}")

# --- 你的代码从这里开始 ---
cap = cv2.VideoCapture(DEVICE)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FOURCC, cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G'))
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)
# ...

常见问题排查

cv2.error: Cannot connect to X server

原因：没有设置 DISPLAY 环境变量。

解决：在脚本开头加：

import os
os.environ.setdefault('DISPLAY', ':0')

或运行时加前缀：

DISPLAY=:0 ~/opencv-env/bin/python3 your_script.py

VIDIOC_STREAMON: Device or resource busy

原因：摄像头已被其他程序占用。

解决：

# 查看谁在使用摄像头
fuser /dev/video73
# 杀掉占用进程
fuser -k /dev/video73

帧率很低（只有 5~10fps）

可能原因：

1. 使用了 YUYV 格式而非 MJPG
2. 分辨率设置过高
3. 处理逻辑太重

解决：

# 确保使用 MJPG
cap.set(cv2.CAP_PROP_FOURCC, cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G'))
# 降低分辨率
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)

imshow 窗口无响应 / 卡死

原因：循环中没有调用 cv2.waitKey()。

waitKey() 不仅检测按键，还负责处理窗口事件。不调用则窗口卡死。

ModuleNotFoundError: No module named 'cv2'

原因：没有激活虚拟环境。

解决：

source ~/opencv-env/bin/activate
# 或直接用虚拟环境的 python
~/opencv-env/bin/python3 your_script.py

摄像头拔插后设备号变了

USB 摄像头的设备号不是固定的，拔插后可能变化。使用自动检测脚本获取当前设备号：

v4l2-ctl --list-devices | grep -A1 usb | grep /dev/video | head -1

或在代码中使用上方的 find_usb_camera() 函数自动检测。