工業相機IDS開發

最近項目中要用到一款IDS的相機，型號是UI-3060CP ，這是一款USB3.0相機。IDS官網提供了不同操作系統的開發包，有相當詳細開發說明。註冊後便可以下載，鏈接爲：https://en.ids-imaging.com/download-ueye-win32.html

首先下載了windows下的開發包，默認安裝後可以正常打相機，然後開始嘗試利用vs2010+opencv進行二次開發。

1.配置環境，ids的軟件包默認安裝目錄爲C:\Program Files\IDS\uEye

2.新建工程文件並配置鏈接庫，vs2010下配置過程類似於opencv的配置

①【配置屬性】 ->【C/C++】 ->【常規】->【附加包含目錄】

添加路徑 C:\Program Files\IDS\uEye\Develop\include;

②【鏈接器】 ->【常規】 ->【附加庫目錄】中

添加路徑 C:\Program Files\IDS\uEye\Develop\Lib;

③鏈接庫的附加依賴項的配置：【鏈接器】 ->【輸入】 ->【附加依賴項】中

添加

kernel32.lib user32.lib gdi32.lib winspool.lib comdlg32.lib advapi32.lib shell32.lib

ole32.lib oleaut32.lib uuid.lib odbc32.lib odbccp32.lib ueye_api.lib

至此開發環境配置完成。

3.主體程序部分，相機的使用主要包括以下部分

。。。。

爲方便相機的調用創建了一個Idscam的C++類。

其頭文件如下：

#include "ueye.h"
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>

class Idscam{
    
public:
    Idscam();
    INT InitCamera (HIDS *hCam, HWND hWnd);   //初始化相機   hWnd指向顯示圖像窗口的指針，若用DIB模式可以令hWnd=NULL  
    bool OpenCamera();
    void ExitCamera();
    int  InitDisplayMode(); 
    void GetMaxImageSize(INT *pnSizeX, INT *pnSizeY);//查詢相機支持的圖像格式
    void SaveImage( );
    bool GetiplImgFormMem(); //從視頻數據流中將圖像數據拷貝給IplImage
    // uEye varibles
    HIDS	m_hCam;				// 相機句柄
    HWND	m_hWndDisplay;		 // window顯示句柄
    INT		m_nColorMode;		// Y8/RGB16/RGB24/REG32
    INT		m_nBitsPerPixel;	// 圖像位深
    INT		m_nSizeX;		// 圖像寬度
    INT		m_nSizeY;		// 圖像高度
    INT		m_nPosX;		// 圖像左偏移
    INT		m_nPosY;		// 圖像右偏移
    cv::Mat CamMat;
    IplImage *iplImg;
    char *m_pLastBuffer;

private:
    
    // 使用位圖模式進行實時顯示需要的內存  
    INT	 m_lMemoryId;	        // camera memory - buffer ID
    char*	m_pcImageMemory;	// camera memory - pointer to buffer
    SENSORINFO m_sInfo;		// sensor information struct
    INT     m_nRenderMode;		// render  mode
    INT     m_nFlipHor;		// 水平翻轉標誌
    INT     m_nFlipVert;		// 垂直翻轉標誌

};

對應實現爲：

#include"Idscam.h"
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

Idscam::Idscam(){
	m_pcImageMemory = NULL;
	m_lMemoryId = 0;
	m_hCam = 0;   //初始化相機句柄爲0
    m_nRenderMode = IS_RENDER_FIT_TO_WINDOW;  //設置顯示模式爲適應窗口大小
    m_nPosX = 0;
    m_nPosY = 0;
    m_nFlipHor = 0;
    m_nFlipVert = 0;
    iplImg=cvCreateImageHeader( cvSize(1936,1216),8,4 );
	OpenCamera();		
}

bool Idscam::OpenCamera(){
    INT nRet = IS_NO_SUCCESS;
    ExitCamera();
    
    m_hCam = (HIDS) 0;								    
    nRet = InitCamera(&m_hCam, m_hWndDisplay);  //  1.初始化相機
    
    if (nRet == IS_SUCCESS){   //  打開相機成功
            // 查詢相機所用傳感器的類型
            is_GetSensorInfo(m_hCam, &m_sInfo);     //2.查詢信息
            GetMaxImageSize(&m_nSizeX, &m_nSizeY);
            nRet = InitDisplayMode();             //3.選擇顯示模式（位圖）
    
            if (nRet == IS_SUCCESS)
            {
                // 允許接受消息
                is_EnableMessage(m_hCam, IS_DEVICE_REMOVED, NULL);
                is_EnableMessage(m_hCam, IS_DEVICE_RECONNECTED, NULL);
                is_EnableMessage(m_hCam, IS_FRAME, NULL);
                 is_CaptureVideo( m_hCam, IS_WAIT );   //4.設定捕捉模式：自由運行模式下的實時模式
                 return true;
            }
            else{
              printf("初始化顯示模式失敗!");
              return false;
            }
        }
    else{
        printf("沒有發現uEye相機!");
        return false;
    }
}

void Idscam:: ExitCamera()
{
	if( m_hCam != 0 ) 
	{
		// 調用 hWnd = NULL函數禁用Windows消息
		is_EnableMessage( m_hCam, IS_FRAME, NULL );
		// 在曝光未開始時停止實時模式或取消硬件觸發的圖像捕捉
		is_StopLiveVideo( m_hCam, IS_WAIT );
		// 釋放分配的圖像內存
		if( m_pcImageMemory != NULL )
  			is_FreeImageMem( m_hCam, m_pcImageMemory, m_lMemoryId );
		m_pcImageMemory = NULL;
		// 關閉相機
		is_ExitCamera( m_hCam );
        m_hCam = NULL;
	}
}

//1.初始化相機
INT Idscam::InitCamera (HIDS *hCam, HWND hWnd)
{
    INT nRet = is_InitCamera (hCam, hWnd);	
    if (nRet == IS_STARTER_FW_UPLOAD_NEEDED)//相機的啓動程序固件和驅動不兼容,需要更新固件版本 
    {
  
        INT nUploadTime = 25000; //默認更新時間爲25S
        is_GetDuration (*hCam, IS_STARTER_FW_UPLOAD, &nUploadTime);

        printf("This camera requires a new firmware !\n");
        printf("The upload will take about %f seconds. Please wait ...\n",nUploadTime/1000);

		//再次打開相機並自動更新固件
        *hCam = (HIDS) (((INT)*hCam) | IS_ALLOW_STARTER_FW_UPLOAD); 
        nRet = is_InitCamera (hCam, NULL); 
    }
    printf("初始化相機成功 !\n");
    return nRet;
}


int Idscam::InitDisplayMode()
{
    INT nRet = IS_NO_SUCCESS;
    
    if (m_hCam == NULL)
        return IS_NO_SUCCESS;

    if (m_pcImageMemory != NULL) //釋放通過 is_AllocImageMem() 函數分配的圖像內存
    { 
        is_FreeImageMem( m_hCam, m_pcImageMemory, m_lMemoryId );
	    //如果圖像內存不是通過SDK分配，則需調用 is_FreeImageMem() 函數。否則驅動會繼續嘗試訪問該內存。
       //但是這並不能釋放內存。因此，必須確保可再次釋放內存。
    }
    m_pcImageMemory = NULL;

	// 設置位圖模式
    nRet = is_SetDisplayMode(m_hCam, IS_SET_DM_DIB);

	if (m_sInfo.nColorMode == IS_COLORMODE_BAYER)
    {
		// 如果是拜耳色 則設置位深爲當前窗口的設置,linux 下不可以這麼設置
		// 用於檢索當前Windows桌面的顏色設置並返回每像素位深及相匹配的uEye色彩模式
        is_GetColorDepth(m_hCam, &m_nBitsPerPixel, &m_nColorMode);
    }
    else if (m_sInfo.nColorMode == IS_COLORMODE_CBYCRY)
    {
        m_nColorMode = IS_CM_BGRA8_PACKED;
        m_nBitsPerPixel = 32;
    }
    else
    {
        m_nColorMode = IS_CM_MONO8;
        m_nBitsPerPixel = 8;
    }

    // 分配圖像內存，圖像尺寸有 m_nSizeX和m_nSizeY確定，色彩位深由m_nBitsPerPixel確定，m_pcImageMemory返回起始地址，m_lMemoryId 返回已分配內存的ID
    if (is_AllocImageMem(m_hCam, m_nSizeX, m_nSizeY, m_nBitsPerPixel, &m_pcImageMemory, &m_lMemoryId ) != IS_SUCCESS)
    {
       		printf("相機內存分配出錯!");
    }
    else
        is_SetImageMem( m_hCam, m_pcImageMemory, m_lMemoryId );
	/*    INT is_SetImageMem (HIDS hCam, char* pcImgMem, INT id)用於將指定的圖像內存變爲活動內存。
			只有活動圖像內存可以接收圖像數據。
		在調用 is_FreezeVideo() 時，捕捉的圖像會存儲在 pcImgMem 和 id 指定的圖像緩衝區中。
		捕捉的圖像會存儲在 pcImgMem 和 id 指定的圖像緩衝區中。對於 pcImgMem，
		您必須傳遞 is_AllocImageMem() 創建的指針，傳遞任何其他指針均會發出錯誤信息。
		您可以多次傳遞同樣的指針。     */

    if (nRet == IS_SUCCESS)
    {
        // 設置顯卡在保存或顯示圖像數據時所使用的色彩模
        is_SetColorMode(m_hCam, m_nColorMode);

        // set the image size to capture
        IS_SIZE_2D imageSize;
        imageSize.s32Width = m_nSizeX;
        imageSize.s32Height = m_nSizeY;
       //設置圖像感興趣區域（AOI）的大小和位置
        is_AOI(m_hCam, IS_AOI_IMAGE_SET_SIZE, (void*)&imageSize, sizeof(imageSize));
    }   

    return nRet;
}

void Idscam::GetMaxImageSize(INT *pnSizeX, INT *pnSizeY)
{
    INT nAOISupported = 0;
    BOOL bAOISupported = TRUE;
    if (is_ImageFormat(m_hCam,
                       IMGFRMT_CMD_GET_ARBITRARY_AOI_SUPPORTED, 
                       (void*)&nAOISupported, 
                       sizeof(nAOISupported)) == IS_SUCCESS)
    {
        bAOISupported = (nAOISupported != 0);
    }

    if (bAOISupported)
    {  
        // All other sensors
        // Get maximum image size
	    SENSORINFO sInfo;
	    is_GetSensorInfo (m_hCam, &sInfo);
	    *pnSizeX = sInfo.nMaxWidth;
	    *pnSizeY = sInfo.nMaxHeight;
    }
    else
    {
        // Only ueye xs
		// Get image size of the current format
		IS_SIZE_2D imageSize;
		is_AOI(m_hCam, IS_AOI_IMAGE_GET_SIZE, (void*)&imageSize, sizeof(imageSize));

		*pnSizeX = imageSize.s32Width;
		*pnSizeY = imageSize.s32Height;
    }
}
bool Idscam::GetiplImgFormMem(){  //實時獲取圖像時需要不斷刷新此函數

 if(!m_hCam) return false;
  char *pLast = NULL, *pMem = NULL;
  INT dummy = 0;
  //確定當前用於捕捉圖像的圖像內存 pMem,最後一個用於捕捉圖像的圖像內存pLast
  is_GetActSeqBuf (m_hCam, &dummy, &pMem, &pLast);
  m_pLastBuffer = pLast;

   if (m_pLastBuffer)
	{
		iplImg->imageData = m_pLastBuffer;  //將圖像首地址傳給iplImg
		return true;
	}
   else
	   return false;
}

void Idscam::SaveImage( ){
	IMAGE_FILE_PARAMS ImageFileParams;
 
	ImageFileParams.pwchFileName = NULL;
	ImageFileParams.pnImageID = NULL;
	ImageFileParams.ppcImageMem = NULL;
	ImageFileParams.nQuality = 0;
 
	ImageFileParams.nFileType = IS_IMG_BMP;
	INT nRet = is_ImageFile(m_hCam, IS_IMAGE_FILE_CMD_SAVE, (void*)&ImageFileParams,
						   sizeof(ImageFileParams));
 
	//保存活動內存中的jpeg圖像，圖像畫質爲100
	ImageFileParams.pwchFileName = L"CamIds.jpg";
	ImageFileParams.nFileType = IS_IMG_JPG; //待保存文件的類型
	ImageFileParams.nQuality = 100;  //100爲最佳圖像畫質（無壓縮)
	nRet = is_ImageFile(m_hCam, IS_IMAGE_FILE_CMD_SAVE, (void*)&ImageFileParams,
					   sizeof(ImageFileParams));

}

在主程序中創建一個Idscam類，默認初始化會直接打開相機，調用函數GetiplImgFormMem()和變量iplImg即可得到相機獲取的圖片。

這裏並沒有創建線程一直刷新相機，所以獲取只能獲取初始捕捉到的畫面。

主程序爲：

#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include"Idscam.h"
char* window_name = "Source Video";

int main()
{  
	Idscam *mycam;
	mycam = new Idscam();
	if(mycam->GetiplImgFormMem())
        cvShowImage(window_name,mycam->iplImg);
	cvWaitKey(3000);
	return 0;

}

成功打開相機並得到相機畫面。

由於項目環境是linux，故對windows下的開發並未做過多研究。

工業相機IDS開發

學習總結：局部搜索

opencv2 鼠標事件與模板匹配

鐳射激光器EzLaze3的二次開發

TCP/IP詳解學習筆記

c++接受鍵盤輸入處理

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結