滁州Basler巴斯勒工业CCD维修

工业相机SDK接口使用总结
相机调用 ：
我们利用相机采集图像，先要对相机进行相关参数设置及控制，这需要对相机的SDK包比较了解，一般相机厂家都会提供相机SDK，其中包含用户手册和调用Demo，这些都大大降低了调用门槛，提高了二次开发用户的效率。目前用过Balser、海康、大华等相机，其实都是一个套路，都是按照下面几个步骤进行的。
1）枚举设备
2）创建句柄
3）打开设备
4）开始抓图
5）获取一帧并保存图像
6）停止抓图
7）关闭设备
8）销毁句柄
相机同步：
若是开发过程中用到双目或者多目的话，则需要外接同步触发器或者外部触发信号，通过相机同步触发线来实现同步问题。以实际应用过的Basler acA1300-200uc为例，其相机同步触发线具体类型如下：
1 -—— +12 VDC 红
2 —— I/O Input 1 黄
3 —— VCC(加电阻） 蓝
4 —— I/O Out 1 绿
6 —— DCcam Power GND 黑
0000—— I/O GND 白

下面是其中对于不同的工作要求，加载相机对象和卸载相机对象是通用的。而要使用其他模块，如事件对象时，相应的改为加载事件对象和卸载事件对象，以及使用事件对象完成相关任务即可。编程时一定要对整个流程做好规划，特别是硬件编程时一定留意内存泄露，前面分配的资源一定要在后面释放。
下面是五个大流程的详细解析，需要的地方已经加以说明，并注解了需要用到的函数
加载相机对象：
卸载相机对象：
加载数据流抓取对象：
卸载数据流抓取对象：
单帧或连续抓图过程：
按照以上介绍的流程即可实现实时图像采集：
很多人问我要源代码，翻了以前的程序文件夹找到了这个程序，演示了利用Pylon SDK进行相机采集的过程，使用MIL完成界面显示，采集部分封装成了类，可以直接重用。测试相机为Basler相机。注意Pylon仅完成Raw Data的采集，使用MIL的MbufPut完成图像数据的重组，然后MIL自动显示。

工业相机中断响应如何操作？
当相机一帧采集完成后，自动跳转进入中断回调函数，这里分了两种中断回调函数。
种为简单的取Buffer->处理->放回。
第二种结合Windows的消息队列，在此处再给一个“处理队列”，给处理一个缓冲时间。
这里的处理包括常见的图像处理、计算和显示及RawData拼装为图像等用到Buffer的地方。
前面也说过，常用的是中断响应处理，除此之外，自己去查询Buffer填充状态并作相关同步操作在某些场合也会用到，这个请查询不同相机SDK给出的同步方案。
差不多所有的工业相机SDK都是这样的编程模型和流程，AVT 1394相机和Basler Camera Link相机和AVT GigE相机相关代码在笔者网站可下载，还有之前讲的Basler Pylon SDK相机编程，他们基本流程都是一样，恕不详述！

Pylon 以实时图像采集讲解PylonC SDK使用流程
一般的对于提供硬件编程来说，硬件生产厂家都会提供好SDK使用的手册和实例。手册中一般包括安装和配置流程，一些基本概念的介绍，SDK每个函数使用，SDK使用流程和实例(有些硬件实例直接写在手册中，有些会以单文件存在，还有的两者皆有)。对于上位机软件开发人员来说拿到一个硬件上位机编程任务。
先应该阅读了解其SDK概念，再按照其介绍的SDK开发流程阅读其提供的实例，修改相应的实例为自己所用，有不懂的函数查询一下其用法即可。有些开发人员习惯性的去记其API，这是费时费力的做法，并不推荐。下面主要以实时图像采集讲解Basler相机的PylonC SDK的使用流程。

一、工业相机编程模型和流程
不同的工业相机提供不同的编程接口(SDK)，尽管不同接口不同相机间编程接口各不相同，他们实际的API结构和编程模型很相似，了解了这些再对工业相机编程就很简单了。
DMA技术：
DMA是一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和存储器之间直接读写数据，既不通过CPU，也不需要CPU干预。整个数据传输操作在一个称为"DMA控制器"的控制下进行的。CPU除了在数据传输开始和结束时做一点处理外，在传输过程中CPU可以进行其他的工作。这样，在大部分时间里，CPU和输入输出都处于并行操作。因此，使整个计算机系统的效率大大提高。
对于工业相机来说，当CMOS或CCD芯片曝光然后将数据转到相机缓存后，这时候DMA会负责将缓存中数据保存到硬盘上位置，正好满足相机高速大数据的传输。一般都会使用DMA来完成实时的数据采集和保存。
多数时候，DMA控制器存在各种接口的图像采集卡中，包括1394/GigE/USB/Camera Link等，这些采集卡有自己的时间控制单元完成和相机曝光的同步，并控制DMA的存取行为。

需要说明如下几点：
1.这里的初始队列为1-10,都是初始分配为DMA队列的，这个内存分配和释放过程有的SDK是自己负责的，有的则需要用户自己分配和释放，SDK只负责托管使用。
2.一般开始注册一个中断处理函数，当“准备队列”填充完成会自动跳转到中断函数中，借此完成同步操作。也可以是用户自己维护同步结构体，使用查询和等待的方式判断“准备队列”头是否填充完成，是否该用户程序获取数据和处理了。
3.如果用户处理任务非常简单，可以去掉“处理队列”，每次直接GetFrame->处理->PutFrame。如果用户处理任务比较复杂而不希望出现丢帧的现象，则需要用户使用“处理队列”来保存所有可用的Buffer。
4.这里队列也只是能够解决处理速度比采集速度慢少许的情况，主要是对不同处理速度做平均来采集和处理同步。如果每一帧的处理时间太长，这时候“DMA队列” Buffer全部转移到“处理队列” Buffer，就会出现异常情况，这时不同的相机会有不同的处理方法。

如图，每个相机可能有不同的流采集器（Grab Streamer）或同一接口上安装了多个相机(也对应多个流采集器)，对应多个通道（Channel）。对每个通道来说，在实际采集时数据传输实际上是拆分成如图的数据包(Packet) RawData形式传递的，内存中存储形式为一维数组，在每一帧图像的起始存在不同的标识表明一帧的开始和结束，每一个Packet都有标识表明当前所属的通道。为了显示图像，用户程序需要重新将一维数组数据拼装成图像形式，这一过程由用户完成，通常可借助OpenCV或MIL等图像处理包完成该操作。

智能相机并不是一台简单的相机，而是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。同时，由于应用了的DSP、FPGA及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，可满足多种机器视觉的应用需求。

智能相机一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成，各部分的功能如下:
1.图像采集单元：在智能相机中，图像采集单元相当于普通意义上的CCD/CMOS相机和图像采集卡。它将光学图像转换为模拟/数字图像，并输出至图像处理单元。
2.图像处理单元：图像处理单元类似于图像采集、处理卡。它可对图像采集单元的图像数据进行实时的存储，并在图像处理软件的支持下进行图像处理。
3、图像处理软件：图像处理软件主要在图像处理单元硬件环境的支持下，完成图像处理功能。如几何边缘的提取、Blob、灰度直方图、OCV/OVR、简单的定位和搜索等。在智能相机中，以上算法都封装成固定的模块，用户可直接应用而无需编程。
4、网络通信装置：网络通信装置的智能相机的重要组成部分，主要完成控制信息、图像数据的通信任务。智能相机一般均内置以太信装置，并支持多种标准网络和总线协议，从而使多台智能相机构成更大的机器视觉系统。
机器视觉智能相机与工业相机区别，简言之：智能相机是一种高度集成化的微小型机器视觉系统;而工业相机是机器视觉系统的组成部分之一