相机设备

目录

• 1. 如何使用
  • 1.1 初始化
  • 1.2 光学参数设置
    • 1.2.1 曝光设置
    • 1.2.2 白平衡设置
    • 1.2.3 其余光学参数设置
  • 1.3 处理参数设置
  • 1.4 事件设置
• 2. para 参数加载
• 3. 示例程序
  • 3.1 单相机
  • 3.2 多相机
  • 3.3 相机录屏
  • 3.4 相机标定
• 4. 使用 Demo

相机模块的基本使用，包括初始化、参数设置以及运行示例

作者

赵曦

日期

2023/03/15

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相关类 rm::MvCamera, rm::HikCamera.

1. 如何使用

使用前需安装相机驱动，详情参考：构建视觉库

1.1 初始化

MindVision

创建 MvCamera 对象即可初始化相机，例如：

MvCamera capture1(GRAB_CONTINUOUS, RETRIEVE_SDK, "0123456789");
MvCamera capture2(GRAB_SOFTWARE, RETRIEVE_CV, "0123456789");

HikRobot

创建 HikCamera 对象即可初始化相机，例如：

HikCamera capture1(GRAB_CONTINUOUS, RETRIEVE_SDK, "0123456789");
HikCamera capture2(GRAB_SOFTWARE, RETRIEVE_CV, "0123456789");

第 1 个参数为 相机采集模式 ，见下表

采集方式	枚举标识符	含义
连续采集	GRAB_CONTINUOUS	连续触发相机，每次 grab 方法被执行后，均会触发相机的采样功能，一般调用 read 方法可间接调用 grab。
软触发	GRAB_SOFTWARE	软件触发，需要手动设置触发帧，grab 方法只有在被设置触发帧之后的下一次执行有效，否则会阻塞以等待接收到触发帧，在 1s 内如果没有收到触发帧，则会被认为 grab 失败。
硬触发	GRAB_HARDWARE	硬件触发，通过向相机的航空接头传输高低电平信号来设置触发帧，信号的有效性可通过软件设置，例如设置高电平、低电平、上升边沿、下降边沿的一种为触发方式，grab 方法同软触发。

详细的触发方式

参见

• HikRobot 工业相机手册
• MindVision 手册

第 2 个参数为 相机处理模式 ，见下表

处理模式	枚举标识符	十六进制数	含义
使用官方 SDK 进行处理	RETRIEVE_SDK	0x01	相机在捕获到 raw 图像后，采用 SDK 提供的函数进行处理，兼容性高，不依赖第三方库，但效率较低。
使用 cvtColor 进行处理	RETRIEVE_CV	0x02	第三方库采用 OpenCV，使用 cv::cvtColor 进行转码操作，对多核 CPU 设备性能较高。
使用 LUT 进行处理	RETRIEVE_LUT	0x10	Look-Up Table 单通道像素映射表，使用 cv::LUT 将 raw 图像像素值作映射，再进行转码操作。

1.2 光学参数设置

1.2.1 曝光设置

手动/自动设置曝光

capture.set(CAMERA_MANUAL_EXPOSURE); // 手动曝光
capture.set(CAMERA_AUTO_EXPOSURE);   // 自动曝光

设置曝光值

capture.set(CAMERA_EXPOSURE, 600); // 设置曝光值为 600

1.2.2 白平衡设置

手动/自动设置白平衡

capture.set(CAMERA_MANUAL_WB); // 手动白平衡
capture.set(CAMERA_AUTO_WB);   // 自动白平衡

设置各通道增益，并生效（在手动设置白平衡模式下有效）

capture.set(CAMERA_WB_RGAIN, 102); // 红色通道增益设置为 102
capture.set(CAMERA_WB_GGAIN, 101); // 绿色通道增益设置为 101
capture.set(CAMERA_WB_BGAIN, 100); // 蓝色通道增益设置为 100

1.2.3 其余光学参数设置

capture.set(CAMERA_GAIN, 64);        // 设置模拟增益为 64
capture.set(CAMERA_GAMMA, 80);       // 设置 Gamma 为 80
capture.set(CAMERA_CONTRAST, 120);   // 设置对比度为 120
capture.set(CAMERA_SATURATION, 100); // 设置饱和度为 100
capture.set(CAMERA_SHARPNESS, 100);  // 设置锐度为 100

注解

HikRobot 工业相机暂不支持修改 Gamma

1.3 处理参数设置

// 设置硬触发采集延迟为 1000 μs，仅在硬触发模式下有效
capture.set(CAMERA_TRIGGER_DELAY, 1000);
// 设置单次触发时的触发帧数为 5 帧，即一次触发能触发 5 帧画面，仅在触发模式下有效
capture.set(CAMERA_TRIGGER_COUNT, 5);
// 设置单次触发时多次采集的周期为 100 μs，即一次触发信号能触发多帧画面，每帧间隔为 100 μs
capture.set(CAMERA_TRIGGER_PERIOD, 100);

1.4 事件设置

capture.set(CAMERA_ONCE_WB);      // 执行一次白平衡操作，仅在手动白平衡模式下有效
capture.set(CAMERA_SOFT_TRIGGER); // 执行一次软触发，仅在软触发模式下有效

2. para 参数加载

RMVL 提供了全局的相机参数对象: para::camera_param ，详情可参考类 para::CameraParam

3. 示例程序

在构建 RMVL 时，需开启 BUILD_EXAMPLES 选项（默认开启）

cmake -DBUILD_EXAMPLES=ON ..
make -j4
cd build

3.1 单相机

单相机例程，在 build 文件夹下执行以下命令

MindVision

bin/sample_mv_mono

HikRobot

bin/sample_hik_mono

相机按照连续采样、cvtColor 处理方式运行，程序运行中，cv::waitKey(1) 接受到 s 键被按下时，可将参数保存到 out_para.yml 文件中。

键入一次 Esc 可暂停程序，按其余键可恢复。键入两次 Esc 可退出程序。

3.2 多相机

多相机例程，在 build 文件夹下执行以下命令

MindVision

bin/sample_mv_multi

HikRobot

bin/sample_hik_multi

相机按照连续采样、cvtColor 处理方式运行，程序会枚举所有的相机设备，并可视化的显示出来，指定一个序列号来启动某一相机。

程序运行过程中，相机参数会自动从 out_para.yml 中加载，若没有则会按照默认值运行。

键入一次 Esc 可暂停程序，按其余键可恢复。键入两次 Esc 可退出程序。

3.3 相机录屏

相机录屏例程，在 build 文件夹下执行以下命令

MindVision

bin/sample_mv_writer

HikRobot

bin/sample_hik_writer

相机按照连续采样、cvtColor 处理方式运行，-o 可指定输出文件名，否则默认输出到 ts.avi，例如

MindVision

bin/sample_mv_writer -o=aaa.avi

HikRobot

bin/sample_hik_writer -o=aaa.avi

程序运行过程中，相机参数会自动从 out_para.yml 中加载，若没有则会按照默认值运行。

3.4 相机标定

相机标定程序，在 build 文件夹下执行以下命令

MindVision

bin/sample_mv_calibration -w=<?> -h=<?> -s=<?> -d=<?> -n=<?>

HikRobot

bin/sample_hik_calibration -w=<?> -h=<?> -s=<?> -d=<?> -n=<?>

<?> 表示可调节，具体帮助可直接执行以下命令

MindVision

bin/sample_mv_calibration -help

HikRobot

bin/sample_hik_calibration -help

4. 使用 Demo

注解

下面以 MvCamera 为例， HikCamera 相机使用方式与之完全相同

连续采样：

int main()
{
    MvCamera capture(GRAB_CONTINUOUS, RETRIEVE_CV);
    Mat frame;
    while(capture.read(frame))
    {
        imshow("frame", frame);
        if (waitKey(1) == 27)
            break;
    }
}

软触发：

int main()
{
    MvCamera capture(GRAB_SOFTWARE, RETRIEVE_CV);
 
    bool run = true;
    thread th(
        [&run]()
        {
            while (run)
            {
                this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(10));
                capture.set(CAMERA_SOFT_TRIGGER); // 触发
            }
        });
 
    Mat frame;
    while (capture.read(frame))
    {
        imshow("frame", frame);
        if (waitKey(1) == 27)
        {
            run = false;
            break;
        }
    }
    th.join();
}