湘潭Basler巴斯勒智能相机维修

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。

随着科技的日渐成熟，工业相机得到了飞速发展。近几年国外的工业相机厂商快速崛起，成为机器视觉领域的，比较有代表性的有：basler相机、灰点相机等。下面我们来看一下工业相机的主要参数：
1.分辨率：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是350nm-1000nm，一些相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。
2.像素深度：这个参数也在一定程度上影响着图像质量的好坏。
3.帧率：这个参数是相机采取传输图像速率的一个重要的衡量标准，对于一般的面阵相机一般为每秒采集的帧数，对于大多数线阵相机为每秒采集的行数，这是选择工业相机时得考虑的的一个参数
4.曝光方式：不同的工业相机有着不同的曝光方式。线阵相机一般采用的是逐行曝光方式，面阵相机一般采用帧曝光和滚动行曝光，还有一些面阵相机才用的是场曝光。
5.像元尺寸：像元大小和分辨率共同决定了相机的靶面的大小。而相机靶面有对图像的成像质量有着很大的影响。一般情况下，像元的尺寸越小，越难制造，但是越小的像元成像的质量也就越高。
6.接口类型：不同的工业相机有着不同的接口类型。主要有GIGE千兆网、USB2.0、USB3.0、Camera Link1394A、1394B、等多种类型的接口

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。