TI AM5728开发板 USB3.0工业相机开发

给大家分享一下基于匠牛JN-mini5728套件的USB3.0工业相机采集案例。

一 工业相机概述
  l8 r% h0 T$ k1 r6 P. J0 Z1 N9 S* ]& X0 a
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成为有序的电信号。: C; F1 Z% w$ P0 E. `0 V

" \" y2 p% B, K& }选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机不仅决定图像分辨率、图像质量，同时也与整个系统的运行模式直接相关。; Q5 M' F" L; ]( ~1 h# X

2 ]/ t9 h* ~! z工业相机应具有高精度、高清晰度、色彩还原度、低噪声等特点，而且通过计算机可以编程控制曝光时间、亮度、增益等参数，另外图像窗口无级缩放，带有外触发输入，带有闪光灯控制输出等功能。
+ C: O! o! i+ E- \% f, u
: B) ~) b4 G/ I% w/ S. h# G+ D% A工业相机由两大基本部件组成：图像感光芯片和数字化的数据接口。图像感光芯片由数十万至数百万个像素组成。像素把光线的强度转换为电压输出。这些像素的电压被以灰度值的形式输出，所有像素放在一起就形成了图像，发送给计算机。数据接口主要有USB 2.0、USB3.0、1394和千兆以太网。 一般工业相机都提供640x480像素的分辨率和30fps的帧速率。2 n( m. g! K; k+ N* }- q" S1 ?

/ w$ a1 N# p: k8 r1 F: B二 实例详解, S- G! ^9 ~* S/ r4 L2 g

- {, E) n) t( _; z2 F- _编译工业相机实例程序，在Ubuntu PC 运行如下命令：
* }1 D$ F  I  y8 K9 y. n" R3 z0 d( d( |3 k5 R1 ]
cd SDK/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV8 l" B7 a; j* l2 e# @0 h% f+ u2 O
make) p9 h9 Z5 }1 [  V" U! v% i- T/ Z
" H: n! b4 z5 ^, |1 L5 ^6 Y$ X0 K3 c
2.1 视频采集实例
$ v& I. {% U- K9 C5 B0 g
/ X; K1 p( \* J& F, C1 F实例源码位于SDK/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/FlyCapVideo.cpp5 g/ z0 v6 G) n+ i6 o
2 }! g& X4 \6 d) g. E0 F! j( i
* m9 p- Q. U1 U$ Q% q! F1 p" A
2.1.1 实例运行步骤+ C! w4 K; W: r$ O

# O8 t" y. x( `/ [/ Z0 w* w1参考板卡开机登录章节，启动JN-miniVB，然后将USB工业相机连接到JN-miniVB USB3.0接口。
+ D9 m* H) T' M
7 O* e& P# w* s3 E3 K2 JN-miniVB运行如下命令，启动FlyCapVideo实例
7 x" C  F( M) p' \* l$ N
- h2 Q: x' l1 @, r! T- croot@am57xx-evm:~#cd /opt/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/2 l. k/ }0 T. M' ?
root@am57xx-evm:~#./FlyCapVideo% C3 C9 w+ n' C$ N6 E: V

( C+ w9 Z  Q- O: m3 p, P8 j2.1.2 实例结果) e: R$ D5 \1 [. e) I) x* C2 T

- e' P8 ]/ b# C. [; e: k8 wHDMI显示界面如下图2-1-1所示：
0 @" J7 ^0 ]" }4 ^3 k8 p4 W, p4 j0 `+ }2 \, ?% ]
       图2-1-15 u9 d0 j) }% k8 p# n/ h
0 o3 b: m/ i8 K
2.1.3 实例分析* }* j9 U1 f) ^" F" _; s* v

( [1 P  D5 z' d$ ~& a4 a  D( @0 bFlyCapVideo程序是从工业相机获取采集数据，转到OpenCV环境下处理图像，并获取该图像长、宽、图像数据等参数，将图像转换为OpenCV Mat类型。
, K' I9 w2 |* P6 S6 H' l1 y6 \( f3 M$ d' m. \
详细过程如下图2-1-2所示：
( s) m& \2 ?9 P3 T3 x" V' a8 k! p, [- ~6 J3 c% z7 q: x
图2-1-2& M8 v( a" m/ P% ?7 X9 g. z
1 p' m& T8 R% z' [* y2 s
2.2 sobel边缘检测实例
( k; m6 ?( X0 o0 I1 `+ J: f
) g9 H+ J2 u% s$ G4 k实例源码位于SDK/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/FlyCapSobel.cpp
8 E$ K3 c; G7 T( L, ~  o
4 D8 |7 C' K* T% M! ]# L2.2.1 实例运行步骤8 _! \( E8 J; n. b: m
( ~  h( y: y9 r* s: R
1参考板卡开机登录章节，启动JN-miniVB，然后将USB工业相机连接到JN-miniVB USB3.0接口。$ k+ F" q. e% D4 r$ S/ U

6 ^3 h& t& W& n: L7 s2 JN-miniVB运行如下命令，启动FlyCapSobel实例
; J8 T) h) K4 E; G8 a$ P) s1 d
" [; K- }' n. B$ F+ t" x) Uroot@am57xx-evm:~#cd /opt/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/
# C- \& G4 V( F2 Y& {+ Yroot@am57xx-evm:~#./FlyCapSobel  `- [" f4 I3 J# v4 q* F8 A2 U
7 Y: [# h3 ^% i. H
2.2.2 实例结果
) C; l) [$ B6 q: v8 q: g
! p: B" P0 H8 D( HHDMI显示界面如下图2-2-1所示：
* A' H7 M0 V) R+ z
/ c) S: O/ ]9 M5 A; A  图2-2-1' N0 R& _& _( ~* V$ e7 V8 W& f/ c
1 v1 A* N# P# ^+ ]- r+ K
2.2.3 实例分析' U) o! R! H2 V; v
; Z# p* g/ ?* |! l# ?/ ^
FlyCapSobel程序是对工业相机采集视频进行Sobel算法处理，分别处理图像的X方向和Y方向，然后将两个方向的处理结果加权求和。
' _1 H( E6 [( I- @( m6 B; b 0 c& t! K$ E# }" Z2 ]- R- H
2.3 霍夫线检测实例
( l) D% Y' Y/ i+ j! O9 l' Y& y' {- _  O
实例源码位于SDK/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/FlyCapHoughlines.cpp
' B1 U/ m5 M4 M% S, d0 A! H7 Y7 _' T2 V! B6 n8 w
2.3.1 实例运行步骤
- s- L9 l, f, i' {3 ?) ]" x
( F  m, V5 B4 k4 ~  {1参考板卡开机登录章节，启动JN-miniVB，然后将USB工业相机连接到JN-miniVB USB3.0接口。. ~  _: f. O. W
8 A8 q( y3 w: D0 d* ~
2 JN-miniVB运行如下命令，启动FlyCapHoughlines实例3 q+ P5 S7 N% H$ |4 D. |

6 T+ P: G5 W$ ~5 P2 A8 ?& y( Y2 aroot@am57xx-evm:~#cd /opt/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/
4 S! x7 W- v* I. u! ~; K) X* froot@am57xx-evm:~#./FlyCapHoughlines' I& i7 u$ X2 P& F. Z5 r

4 P6 C6 a8 N: i; V% n4 o2.3.2 实例结果5 O9 z; b. M/ M- g1 ~+ S- O. }

% @  v1 X8 b3 ^1 `) i9 U1 K$ UHDMI显示界面如下图2-3-1所示：- n) s. g# P- ~' w
/ D9 ?1 `- u3 Z! Y
图2-3-1/ k( _: M$ q( F
6 @4 Q, u6 B/ n6 X8 A4 @0 h, z

2.3.3 实例分析
# Q' a& o+ m5 n0 m9 q! P+ d) \8 G$ Y) F" e1 E: m: i; r
FlyCapHoughlines程序是从工业相机获取数据，转化为OpenCV下Mat类型对象。使用Canny算法检测图像边缘。将边缘图像进行霍夫线检测。