Dalsa采集卡如何与数字相机配合工作Word下载.docx
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该软件界面分为5大区域,①为本地采集卡及其端口选择区;
②为常用相机配置文件选择区;
③为相机参数配置区;
④为相机采集显示区;
⑤为操作显示区。
下面分别介绍各区域的功能及使用。
3.本地采集卡及其端口选择区:
在①区中显示了所有本地可用的设备,用户可根据需要选则采集卡。
Dalsa的采集卡一般远离主板的端口为#1,或CameraLinkBase接口;
靠近主板的端口为#2或CameraLinkMedium、CameraLinkFull接口。
如相机连接采集卡上#1端口则选择“cameralink#1”;
反之则选择“cameralink#2”;
如在菜单View中选择VirtualDevices,可看到该软件可支持的所有板卡型号(见下图)。
4.常用相机配置文件选择区:
在②区中显示在①区中所选采集卡能够支持的常用相机配置文件,用户可轻松选择无需人工输入配置参数。
同时,用户也可在③区中自行输入相机配置参数并存入②区中的User’sConfigurationFile目录下。
5.相机采集显示区:
●Grab/Freeze:
连续采集,二次按下停止采集;
●Snap:
单帧采集;
●Trigger:
模拟外部触发(当相机被设置为外触发模式下时,按下此按钮能够在没有连接外触发源的情况下模拟外触发方式);
●StretchDisplay:
根据当前窗口大小自动调整显示窗口;
●ResetDisplayRatio:
调整显示窗口与相机比例为1:
1;
●Zoom:
放大;
●Statistics:
直方图及图像信息显示窗口
●BayerDecoder(用于Bayer滤波彩色面阵相机):
Bayer参数设置,按下后弹出参数设置对话框进行进一步设置。
选择Pre-Processing>
>
FlatFieldCorrection>
Software进行Bayer滤波,弹出设置对话框(或选择采集显示区的BayerDecoder快捷键
)
●像素排列格式选择:
GBRG/BGGR/RGGB/GRBG(根据相机选择);
●转换法则选择:
法则1:
双线性差值(转换速度快,但易平滑图像边缘);
法则2:
易保留图像边缘(当图像中含绿色较多时效果最好,否则很易受到噪声信号干扰);
法则3:
易保留图像边缘,适用于各类颜色的图像。
●γ校正因子:
作用在贝塞尔滤波后。
默认值为1,即不使用γ校正;
γ校正:
可扩展暗电平,降低噪声,匹配相机,获得线性输出。
●颜色增益调节(手动白平衡):
白平衡:
白平衡是对红、绿、蓝三个分量的平衡。
由于光敏元件在不同光照下RGB三分量的输出是不平衡的,从而会产生图像在色彩上的失真,如偏蓝或偏红,因此需要白平衡以使相机能反映实际景物真实颜色。
通常相机完成白平衡分为自动、手动或软件实现。
●自动白平衡:
首先在采集显示区选取静态图像中实际颜色为白色的一块区域,之后按下“自动白平衡”按钮。
3:
S2工作在Free-Run模式下
当S2相机工作在Free-Run模式下时,是指相机按照内部的SYNC及PRIN信号工作,默认情况下线扫描速度最大,曝光时间在对应的线速度下最大。
首先确认S2相机的工作状态:
●通过超级终端软件联接Dalsa相机,输入“gcp”,查看相机参数
●查看曝光模式(ExposureMode),是否为2或1
●如果曝光模式不是1,输入命令“sem2”,把曝光模式改为2。
●在Winows开始菜单栏运行SaperaCamExpert软件
程序|Dalsa|SaperaLT|CamExpert
●CamExpert打开后,点击X64-CL_ipro采集卡,选择CameraLinkBaseMono#1采集设备。
●在相机窗口会列出X64-CL_ipro采集卡所支持的相机。
其中User’sConfigurationFile区域,为用户自定义的“.ccf”文件
●选择相机配置文件。
当相机工作在内同步的模式下,点击“Grab”按钮后,显示窗口会显示采集到的图像。
需要把相机对准光强的地方。
●可以通过CamExpert的statusbar来查看相机的时钟信号状况,以确定系统是否连接正确。
当系统正确连接时,在相机Free-run模式下,所有信号都为绿色,如果有信号不正确,对应statusbar的状态为红色。
也可以通过查看采集卡的状态灯来确定系统是否有问题。
采集正常时,采集卡的led灯会呈绿色并不停闪耀。
●这种Free-run曝光方式通常用来验证线扫描系统的搭建,也可以用于对与速度跟踪要求不高的检测设备。
●点击File-Save对话框,保存相机的配置文件(*.ccf)。
下次做调试时可以直接选择相应的配置文件。
另外用户进行项目的二次开发时,初始化系统需要用到相机的配置文件。
当配置一款新相机时,在上面提到的参数设置区选择“basictiming”区域,根据相机参数输入水平像素数,时钟频率等信号。
(以下为S2-2K40相机参数)
●相机类型分为线扫描与面扫描,色彩类型分为彩色与黑白。
像素深度(PixelDepth)与相机数字输出相关,S2相机支持8bits或10bits输出,可通过超级终端设置。
当选择8bits数据时,Sapera内存类型为8bits,选择10bits时,Sapera内存为16bits。
●DataValid:
一些CameraLink相机会在行有效或者帧有效信号中加入数字有效信号。
S2相机没有这个信号,所以选择disable
●
CameraSensorGeometry是指相机的数据输出格式,如单通道输出,双通道奇偶输出,双通道左右输出等等。
根据相机数据的不同输出格式,采集卡可以对数据进行重组,以输出完整的一副图像。
S2相机的输出方式由其说明书可知为一个通道,如下图
所以此项选择单通道输出,如图所示
多通道输出的相机,输出方式不同,需要选择相对应的输出方式,例如P2-6K相机,四个通道输出,输出方式就应该按照下面的图示进行设置。
4:
S2工作在外触发模式下
当控制S2相机工作在外触发模式下时,需要通过超级终端修改相机的工作方式,同时还要在原来S2相机free-run模式下修改一些参数,使采集卡配合相机的工作方式。
硬件连接方式
在断电条件下,将连接线一端与采集卡上的J4端口连接,另一端(DB25)与外同步信号相连。
行同步信号从DB25端口的8(+)和21(+/地)接入,帧同步信号则从6(+)和19(+/地)接入。
如接面阵相机,只需要接入帧同步信号。
采集卡可接收的信号为LVDS/RS422信号。
某些触发源或者编码器输出信号为TTL电平信号,为了保证触发的稳定性,当接入TTL信号时,TTL高电平可以直接接LVDS/RS422(+),TTL地最好做一下电路处理再接入采集卡。
如下图所示。
其中1~2V的偏置电压可以用下面的电路产生。
常用电压产生电路
通过超级终端确定相机的外触发方式。
S2相机的工作方式有以下几种。
其中SYNC指的是同步信号,PRIN信号为像素复位信号,高电平时相机曝光,低电平时像素电荷清空复位。
模式1、2均为内部时钟工作方式,相机按照内部的时序进行工作。
区别是模式1的线扫描速度与曝光时间不可修改,线扫描速度为相机所能达到的最大值,曝光时间为在此线扫描速度下,最大的曝光时间,约为1/线速度。
模式3下,相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定,但最大不能超过模式1下的线扫描速度。
曝光时间为触发线速度下的最大值。
所以这种曝光模式下,当触发信号频率不定,发生变化时,曝光时间会发生变化。
如果光源的亮度不变,所采集到的图像会有明显的明暗变化。
模式4下,相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定,曝光时间与外触发信号的脉宽相同。
模式5下,相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定,曝光时间由SYNC信号配合PRIN信号联合控制。
模式6下,相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定,曝光时间固定,用户可以自己设置曝光时间的大小,但时间不能超过1/线速度,否则图像会出现异常。
通过CamExpert设置采集卡的输入输出配合相机的外触发方式。
相机要工作在外触发模式下,必须提供外部触发信号,而且信号相对比较复杂。
用户可以自己做电路来控制信号输入,但比较复杂,而且还要另外从CameraLink标准线引出管脚输入信号。
一般我们采用图像采集卡输出信号的工作方式,这样采集卡的设置就分为两部分,一部分是输出信号设置,另外一部分是对外部输入触发信号的设置。
一、输出设置
输出需要在“相机配置区域”的“AdvancedControl”控制栏里设置:
LineSyncSource:
行同步源。
Free-run时为None。
InternalLineTrigger表示采集卡按照固定的频率发出行信号,频率可以在下面的‘InternalLineTriggerFrequency(inHZ)’栏里设置。
ExternalLineTrigger表示采集卡接收外部触发信号,然后向相机发出行信号,一般外触发信号为TTL电平信号时选用此选项。
ShaftEndoderinput表示采集卡接收到编码器信号,然后向相机发出行信号。
CameraLineTriggerFrequencyMin(Max):
分别表示CameraExpert里设置频率数的最小最低值,当设置的数值超出范围时,程序会报警。
CameraControlmethodselected:
用来选择上面提到的输出信号的类型。
包括LineTrigger、LineIntegration(积分)两种。
其中每一种方式可以选择设置信号脉冲的具体参数。
(注:
当LineIntegrationMethodSetting或LineTriggerMethodSetting有具体设置时,才会有LineTrigger、LineIntegration选项,否则为None)
LineIntegrationMethodSetting:
点击后弹出对话框如下,共有四种脉冲输出方式,根据需要选择合适的信号脉冲输出。
一般需要输出两个脉冲信号,比较复杂的触发方式会选择这种方法。
LineTriggerMethodSetting:
点击后弹出下面的对话框。
只有一种脉冲信号输出方式,适用于比较简单的触发方式。
通过时序图可以看出,当采集卡接收到一个外触发信号(externaltrigger)时,或者按照上面提到的Internaltrigger设置的频率发出触发信号时,会产生一个Pulse0,其中Pulse0的脉宽,极性,延时可以手动设置。
CC1~CC4:
有下面一些选项
CC(CameraControl)定义为采集卡控制相机的端口。
CameraLink接口中总共有四个端口控制相机。
CC可以定义为High(一直为高电平),Low(一直为低电平),Pulse#0(即在Cameracontrolmethod选项中选择的Pulse输出信号),Pulse#1(同Pluse#0,用于需要输出两个脉冲的情况),TDILinescanDirection(用于TDI线扫描相机的扫描方向控制)。
二、输入需要在“相机配置区域”的“ExternalTrigger”控制栏里设置:
ExternalTrigger:
有Enable,Disable两个选项,控制是否有信号输入
ExternalTriggerDetection:
用来设置采集卡检测信号的格式,主要有ActiveLow(输入信号为低电平时,采集卡接收到信号),ActiveHigh(输入信号为高电平时,采集卡接收到信号),RisingEdge(输入信号从低电平变为高电平时,上升沿,采集卡接收到一个信号),FallingEdge(输入信号由高电平变为低电平时,下降沿,采集卡接收到一个信号)。
Dual-InputTriggerRisingEdge与Dual-InputTriggerFallingEdge分别对应双输入的上升沿、下降沿触发。
ExternalTriggerLevel:
输入信号类型,分为RS-422(差分信号),TTL电平(输入高电平>
=,输入低电平<
=)
ExternalTriggerMinimumDuration:
可以设置最小有效的脉冲宽度,以us为单位。
当输入脉宽小于设定数值时,采集卡会忽略该脉冲。
该选项可以滤掉一些干扰脉冲,在一定程度上起到整形滤波的作用。
FrameCountperExternalTrigger:
采集卡每接收到一个输入信号,采集图像的帧数,该选项用于面阵相机。
接线阵相机时无效。
ShaftEncoderEdgeMultiplier:
倍频,每检测到一个信号沿,可以放大,相当于接收到多个,进行多次触发。
ExternalLineTriggerSource:
Automatic(采集卡自动检测编码器信号),FromShaftEncoderInputA(通过编码器输入一个A信号),FromShaftEncoderInputB(通过编码器输入一个B信号),FromShaftEncoderInputAandB(同时输入A,B两个信号)
ShaftEncoderEdgeDrop:
编码器的A、B信号频率相同,但相位上有差异。
采集卡接编码器信号时,系统为沿触发,即上升沿与下降沿都会触发。
这样每个脉冲会产生两个触发。
所以需要设置EdgeDrop。
如下图所示,为编码器配合相机工作方式5的时序图(曝光时间,线速度与设置及编码器信号有关,每个系统不同)。
当同时接入A、B,需要丢掉3个沿信号,当只接入一个信号时,需要丢掉1个沿信号。
三、
每种触发方式设置
(1)触发模式3、6,两种触发方式基本相同,差别在于6为固定曝光时间,3的曝光时间随采集频率变化。
通过超级终端设置相机工作方式
●按照的介绍连接硬件设备,其中行触发信号通过DB25的8、21脚(ShaftEncoderA)或9、22脚(ShaftEncoderB)连接。
●LineSyncSource设置为ExternalLineTrigger(TTL触发源)或ShaftEncoderInput(编码器输入)。
●根据时序图可以看出,这两种触发需要输入由高到低的一个电平信号进行触发,所以LineTriggerMethodSetting选择Method1,Pulse极性为Low,电平延时一般设置10~20us,触发延时可以根据需要设置。
同时CameraControlmethodSelected选择LineTrigger
●采集卡传输给相机的Pulse信号通过CC1输出,所以把CC1设置为Pulse0。
●如果有帧信号或接面阵相机时,对ExternalTrigger进行设置。
把ExternalTrigger设置为Enable,其他参数如帧信号极性,最小脉宽等按照实际应用进行设置
●ExternalLineTriggerSource可以设置为自动,或者根据接入信号的情况选择A,B或者AB。
●如LineSyncSource设置为编码器信号,还需要对ShaftEncoder信号进行设置。
倍频根据需要设置。
如单独接入A或B,ShaftEncoderEdgeDrop设置为1,如果同时接入AB,ShaftEncoderEdgeDrop设置为3。
(2)模式4,由脉宽控制曝光时间。
一般线扫描相机很少直接用外部脉宽来控制曝光时间。
可以由采集卡发出脉冲,并设置脉冲宽度来控制相机曝光。
在这种曝光方式下,我们可以看到,相机需要一个高电平脉冲触发工作,所以在该模式下工作时,注意把脉冲的极性改为高电平。
LineIntegrationMethodSetting选择Method3,Pulse极性为High,曝光时间可以手动设置,触发延时可以根据需要设置。
同时CameraControlmethodSelected选择LineIntegration。
●采集卡传输给相机的Pulse#1信号通过CC1输出,所以把CC1设置为Pulse1。
面扫描相机有外部触发脉宽直接控制相机曝光的方式,这种方式下,外触发信号通过采集卡直接输出给相机,采集卡起滤波整形作用,不改变波形。
如下图所示
(3)
模式5,这种触发方式需要同时给相机输入两个脉冲,相互配合来控制相机的采集频率及曝光时间。
我们看时序图,当PRIN信号上升沿时相机开始曝光,Exync信号下降沿曝光结束。
而采集卡IntegrationMethod1刚好可以对应这样的脉冲输出方式。
其中Pulse#0对应PRIN信号,Pulse#1对应Exync信号。
●LineIntegrationMethodSetting选择Method1,设置按照上图所示。
●采集卡传输给相机的Pulse#1Exync信号通过CC1输出,所以把CC1设置为Pulse1。
Pulse#0PRIN信号通过CC2输出,把CC2设置为Pulse0。
5:
使用固定或可变图像长度
线扫描系统的纵向分辨率一般是可以调整的。
采用Dalsa的X64系列采集卡,纵向分辨率可以手动设置,设置完成后,buffer的大小会固定。
对于面阵相机的帧信号很好理解,即每触发一下,输出一帧图像。
但线扫描呢我们提到了行同步信号,帧信号如何理解呢使用Dalsa的采集卡时,固定了纵向分辨率,buffer大小固定,这样当buffer充满时,即返回一帧图像,如果需要下一帧图像,需要等待下一个帧信号。
这样会有一个问题,如果buffer没有存满,编码器没有触发信号输出了,但是我需要图像返回,否则只有等待编码器再次发出信号,本来属于下一帧图像的数据存到当前帧里,导致图像错乱。
针对这种情况,Dalsa对采集卡的工作方式进行了扩展。
一、固定图像长度
这种情况下,X64采集卡接收到外触发帧信号(6、19或7、20)后,开始往内存里存储数据。
采集速度与行同步信号一致。
当内存存满以后,系统暂停采集,等待下一个帧触发信号,再重新采集一帧新的图像。
具体设置如上图所示
●ExternalTrigger设置为Enable
●其他设置根据系统实际输入输出进行设置
●AcquistionFrameLengthmethod设置为FixLength
二、可变图像长度
在这种情况下,采集卡需要接收两个帧触发信号。
当第一个信号到达时,采集卡开始往内存采集图像,采集速度与行同步信号一致,当第二个信号到达时,停止采集,并返回一帧图片。
如果在第二个信号到达之前,内存已经存满,则自动返回一帧图片,同时忽略第二个信号,等待下一个触发信号重新触发采集。
●ExternalTriggerDetection选择Dual-inputTrigger
●AcquistionFrameLengthmethod设置为VariableLength