Qt调用工业相机之映美精相机

2024-02-24 14:50:16

作者：billy
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开发环境

操作系统：Windows 10 1903 18362.778
相机型号：IMAGING SOURCE DMK 33G274
相机软件：ic_setup_3.4.0.2744，gigecam_setup_3.7.1.4512
软件版本：Qt 5.12.8， vs2017 Community
通信方式：GigE - 千兆以太网通信协议

驱动与SDK

开发包和驱动下载地址
提取码：34mt

安装驱动和开发包完成之后，可以找到以下2个目录：

  1. C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\IC Imaging Control 3.4
    Qt调用工业相机之映美精相机
  • 1 - 开发文档；
  • 2 - 示例程序源代码；
  • 其他 - 可运行的示例程序；
  1. C:\Users\60455\Documents\IC Imaging Control 3.4
    Qt调用工业相机之映美精相机
  • classlib - 程序开发的头文件和库文件；
  • redist - 发行包；
  • samples - 程序源代码（和刚才目录下的源代码是相同的）；

相机原理介绍

映美精相机实时显示图像比较简单，因为SDK中提供了封装好的函数可以直接调用，如下所示：
bool startLive( bool show_videowindow = true );
show_videowindow 设置为true就是启用实时视频窗口，设置为false仅用于图片抓取。
我们只需要提供一个窗口的句柄就可以实时显示图像了。

我们主要来看一下如何使用映美精相机来处理每一帧的数据。
当我们需要处理每一帧数据时，我们就要继承 DShowLib::GrabberListener 类，重新实现 frameReady 这个函数。frameReady 函数就是用来处理图像的，每当相机内存中有图片时，相机就会调用 GrabberListener 中的 frameReady 函数。

这里还要介绍一个叫 FrameHandlerSink 的东西，这是设计采集图像的模式，一共有两种模式：

  1. snap采图模式
    在snap模式下，到达接收器的所有帧都显示给 IFrameFilter，然后复制到 MemBufferCollection 中。之后调用 GrabberListener 的 frameReady 事件。

  2. grab采集模式
    在grab模式下，所有帧都呈现给 IFrameFilter。如果没有挂起任何快照作业，则 IFrameFilter::transform 中的目标帧为0，并且不会调用 frameReady 事件。
    当快照作业挂起时，会在 MemBuffer 中传递缓冲区，当 IFrameFilter::transform 返回true时，MemBuffer 将在 GrabberListener 中的 frameReady 事件中显示。

步骤如下：

  • 添加新的侦听器对象
    m_Grabber.addListener( this, GrabberListener::eALL );

  • 设置采集模式
    m_Sink->setSnapMode( true ); // true为snap采图模式，false为grab采集模式

  • 重写 overlayCallback 和 frameReady 函数
    virtual void overlayCallback(Grabber &caller, smart_ptr<OverlayBitmap> pBitmap, const tsMediaSampleDesc &desc) override;
    virtual void frameReady(Grabber &caller, smart_ptr<MemBuffer> pBuffer, DWORD FrameNumber) override;

  • 调用 startLive 开启实时模式
    m_Grabber.startLive(true);

  • 调用 snapImages 抓取图片
    m_Sink->snapImages( 1, 2000 ); // 抓取一张图片，每次调用 snapImages() 之后，就会触发 Listener 中的 frameReady()

我的代码

这里需要说明一下，博主自定义的相机控制类 BICCameraControl 使用了多继承的方式，这个方法不是很好。我们在开发项目中还是要倡导多用组合，少用继承，博主在这里偷懒了。

实现功能：相机图像的实时显示，并且可以在某一时刻拍照保存图片到本地。

首先需要在pro中配置头文件和库文件

CONFIG += debug_and_release

INCLUDEPATH += $$PWD/classlib/include/

windows {
    CONFIG(debug, debug|release) {
        CONFIG += console
        contains(DEFINES, WIN64) {
            LIBS += -L$$PWD/classlib/x64/debug/ -lTIS_UDSHL11d_x64
        } else {
            LIBS += -L$$PWD/classlib/win32/debug/ -lTIS_UDSHL11d_x64
        }
    } else {
        contains(DEFINES, WIN64) {
            LIBS += -L$$PWD/classlib/x64/release/ -lTIS_UDSHL11d_x64
        } else {
            LIBS += -L$$PWD/classlib/win32/release/ -lTIS_UDSHL11d_x64
        }
    }
}

自定义 BICCameraControl 相机控制类

#ifndef BICCAMERACONTROL_H
#define BICCAMERACONTROL_H

#include <QObject>
#include <tisudshl.h>
#include "Grabber.h"
using namespace _DSHOWLIB_NAMESPACE;

#define NUM_BUFFERS 10

class BICCameraControl : public QObject, public DShowLib::GrabberListener
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit BICCameraControl(QObject *parent = nullptr);

    void initCamera();                              // 初始化相机
    void destroyCamera();                           // 销毁相机

    void setHWND(HWND hwnd);                        // 设置窗口句柄
    void setWindowSize(long width, long height);    // 设置窗口大小

    void openCamera();                              // 打开相机
    void closeCamera();                             // 关闭相机

    void startWork();                               // 开始工作
    void stopWork();                                // 停止工作

    // Overwrite the GrabberListener methods we need.
    virtual void overlayCallback(Grabber &caller, smart_ptr<OverlayBitmap> pBitmap, const tsMediaSampleDesc &desc) override;
    virtual void frameReady(Grabber &caller, smart_ptr<MemBuffer> pBuffer, DWORD FrameNumber) override;

    void takeAPicture();                            // 拍照

protected:
    DShowLib::Grabber m_Grabber;
    DShowLib::FrameHandlerSink::tFHSPtr m_Sink;

private:
    HWND m_hwnd;
    long m_width;
    long m_height;
};

#endif // BICCAMERACONTROL_H

#include "biccameracontrol.h"
#include <QMessageBox>
#include <QDebug>

BICCameraControl::BICCameraControl(QObject *parent) : QObject(parent)
{
    DShowLib::InitLibrary();
    atexit(DShowLib::ExitLibrary);
}

void BICCameraControl::initCamera()
{
    // Enable the overlay bitmap to display the frame counter in the live video.
    m_Grabber.setOverlayBitmapPathPosition( ePP_DEVICE );
    m_Grabber.getOverlay( ePP_DEVICE )->setEnable( true );

    // Register the pListener object event.
    m_Grabber.addListener( this, GrabberListener::eALL );

    m_Sink = DShowLib::FrameHandlerSink::create( FrameTypeInfoArray::createRGBArray(), NUM_BUFFERS );
    m_Sink->setSnapMode( true );

    // Apply the sink to the grabber.
    m_Grabber.setSinkType( m_Sink );
}

void BICCameraControl::setHWND(HWND hwnd)
{
    m_hwnd = hwnd;
}

void BICCameraControl::setWindowSize(long width, long height)
{
    m_width = width;
    m_height = height;
}

void BICCameraControl::openCamera()
{
    // Show the device page.
    m_Grabber.showDevicePage();

    // Check if there is a valid device.
    if ( m_Grabber.isDevValid() ) {
        qDebug() << QString::fromStdString(m_Grabber.getDev().toString());

        // Set the window that should display the live video.
        m_Grabber.setHWND(m_hwnd);

        // Enables or disables the default window size lock of the video window.
        m_Grabber.setDefaultWindowPosition(false);
        // Sets the size of the video window.
        m_Grabber.setWindowSize(m_width, m_height);
    }
}

void BICCameraControl::closeCamera()
{
    // Closes the currently active video capture device.
    m_Grabber.closeDev();
}

void BICCameraControl::startWork()
{
    if ( m_Grabber.isLive() ) {
        QMessageBox::warning(NULL, "Warning", "Grabber already in live-mode !", QMessageBox::Ok);
        return;
    }

    // Check if there is a valid device.
    if ( m_Grabber.isDevValid() ) {
        // Start the live video.
        // Set true to enable the live video window, false to grab only.
        m_Grabber.startLive(true);

        if ( m_Grabber.getLastError().isError() )
        {
            QMessageBox::warning(NULL, "Warning", QString::fromStdWString(m_Grabber.getLastError().toStringW()), QMessageBox::Ok);
        }
    }
}

void BICCameraControl::stopWork()
{
    if ( !m_Grabber.isLive() ) {
        QMessageBox::warning(NULL, "Warning", "Grabber already in unlive-mode !", QMessageBox::Ok);
        return;
    }

    m_Grabber.stopLive();

    if ( m_Grabber.getLastError().isError() )
    {
        QMessageBox::warning(NULL, "Warning", QString::fromStdWString(m_Grabber.getLastError().toStringW()), QMessageBox::Ok);
    }
}

void BICCameraControl::overlayCallback(Grabber& caller, smart_ptr<OverlayBitmap> pBitmap, const tsMediaSampleDesc& MediaSampleDesc)
{
    UNREFERENCED_PARAMETER(caller);
    char szText[25];
    if( pBitmap->getEnable() == true ) // Draw only, if the overlay bitmap is enabled.
    {
        sprintf_s( szText, "%04d ", MediaSampleDesc.FrameNumber );
        pBitmap->drawText( RGB(255,0,0), 0, 0, szText );
    }
}

// frameReady() 方法用于处理图像
void BICCameraControl::frameReady(Grabber& caller, smart_ptr<MemBuffer> pBuffer, DWORD currFrame)
{
    UNREFERENCED_PARAMETER(caller);
    qDebug() << "Buffer " << currFrame << " processed in CListener::frameReady().";

    char filename[MAX_PATH];
    sprintf_s( filename, "image%02i.bmp", currFrame );
    saveToFileBMP( *pBuffer, filename );
}

void BICCameraControl::takeAPicture()
{
    if ( !m_Grabber.isLive() ) {
        QMessageBox::warning(NULL, "Warning", "Grabber already in unlive-mode !", QMessageBox::Ok);
        return;
    }

    m_Sink->snapImages( 1, 2000 );	// 抓取一张图片，每次调用 snapImages() 之后，就会触发 Listener 中的 frameReady()
}

使用比较简单，直接调用就行

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>
#include "biccameracontrol.h"

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private slots:
    void on_openBtn_clicked();

    void on_closeBtn_clicked();

    void on_startBtn_clicked();

    void on_endBtn_clicked();

    void on_picBtn_clicked();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
    BICCameraControl *m_BICCameraControl;
};
#endif // MAINWINDOW_H

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    m_BICCameraControl = new BICCameraControl(this);
    m_BICCameraControl->initCamera();

    //QT中获取label控件的窗口句柄
    m_BICCameraControl->setHWND((HWND)ui->label->winId());
    m_BICCameraControl->setWindowSize(ui->label->width(), ui->label->height());
};

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

void MainWindow::on_openBtn_clicked()
{
    m_BICCameraControl->openCamera();
}

void MainWindow::on_closeBtn_clicked()
{
    m_BICCameraControl->closeCamera();
}

void MainWindow::on_startBtn_clicked()
{
   m_BICCameraControl->startWork();
}

void MainWindow::on_endBtn_clicked()
{
    m_BICCameraControl->stopWork();
}

void MainWindow::on_picBtn_clicked()
{
    m_BICCameraControl->takeAPicture();
}

其他请参考 Qt调用工业相机之巴斯勒相机

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