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JetsonでROS Melodic向けにCUDAを有効にしたOpenCVをビルドした忘備録

2022/05/01に公開

OpenCV

はじめに

デフォルトの OpenCV では CUDA が無効になっており、GPU を利用するには OpenCV をソースからビルドする必要があります。

OpenCV のバージョンについて

JetPack 4.4 ~ 4.6 は Ubuntu 18.04 ベースで、CUDA 10.2 が含まれます。
Ubuntu 18.04 用の ROS ディストロは Melodic です。
ROS Melodic のデフォルトの OpenCV のバージョンは 3.2.0 です。
OpenCV のバージョンを変更してビルドすることも可能ですが、ここでは CUDA を有効にするだけにしたいので、バージョンは同じにします。

ビルド手順

Installation in Linux を参考にしながらインストールを実行します。

GitHub からソースをクローンします。

$ cd ~/<my_working_directory>
$ git clone -b 3.2.0 --depth 1 https://github.com/opencv/opencv.git
$ git clone -b 3.2.0 --depth 1 https://github.com/opencv/opencv_contrib.git
$ cd opencv
$ mkdir build
$ cd build

環境に合わせてソースを一部修正します。詳細については下の各節を参照してください。
- NVIDIA NPPI 対応のため cmake/FindCUDA.cmake を修正
- fp16 ヘッダファイル対応のため modules/cudev/include/opencv2/cudev/common.hpp を修正

CMake を使ってビルドします。オプションの詳細は下の各節を参照してください。

$ cmake \
  -DWITH_CUDA=ON \
  -DCUDA_ARCH_BIN=xx \
  -DENABLE_PRECOMPILED_HEADERS=OFF \
  -DOPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=../../opencv_contrib/modules \
  -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
  -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
  ..
$ make
$ sudo make install

NVIDIA NPPI について

NVIDIA NPPI は CUDA で画像処理するためのライブラリです
OpenCV のビルドに必要ですが、CUDA 8.0 以降の NPPI はいくつかに分割されており、OpenCV 3.2.0 ではこの分割に未対応です
OpenCV 3.4.0 以降は対応済みのようなので、それを参考に cmake/FindCUDA.cmake の一部を以下のように変更する必要があります

fp16 ヘッダファイルについて

CUDA 9.0 以降、fp16に関する一部のビルトイン機能が削除されたらしく、同様の機能を利用するには cuda_fp16.h ヘッダファイルをインクルードする必要があります。
modules/cudev/include/opencv2/cudev/common.hpp に #include <cuda_fp16.h> を追加します。

-DCUDA_ARCH_BIN オプションについて

NVIDIA の GPU は型番によって Compute Capability (CC) が設定されています。
- Jetson Nano は Maxwell アーキテクチャで、CC は 5.3
- Jetson TX2 は Pascal アーキテクチャで、CC は 6.2
- Jetson Xavier は Volta アーキテクチャで、CC は 7.2
CUDA を有効にして OpenCV をビルドする際、本来はビルド可能な CC が自動で複数設定されますが、OpenCV 3.2.0 だと Jetson 向けのいずれも設定されません。

Jetson 向けには cmake のオプション -DCUDA_ARCH_BIN で CC を指定する必要があります

-DENABLE_PRECOMPILED_HEADERS オプションについて

ビルド時間短縮のため、コンパイル済みのヘッダーを利用するオプションです。
fatal error: stdlib.h: No such file or directory というエラーになることがあります。その場合、このオプションを OFF にします。

既存のパッケージのアンインストール

既存の OpenCV とそれに依存するパッケージ (cv_bridge等) をアンインストールします。関連パッケージもアンインストールされてしまうので十分注意してください。（既存の OpenCV と共存させる方法は未調査です）
```
$ sudo apt purge ros-melodic-cv-bridge
$ sudo apt purge libopencv*
```

アンインストールされたパッケージのソースを ~/catkin_ws にクローンしてビルドします。

$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone -b melodic https://github.com/ros-perception/vision_opencv.git
$ git clone https://github.com/ros-visualization/rqt_image_view.git

はじめに

OpenCV のバージョンについて

ビルド手順

NVIDIA NPPI について

fp16 ヘッダファイルについて

-DCUDA_ARCH_BIN オプションについて

-DENABLE_PRECOMPILED_HEADERS オプションについて

既存のパッケージのアンインストール

参考

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