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- C2 |, q. F; l/ X( T1 F

/ p/ Y/ y+ F% B; N7 I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。
7 S% \" l4 V& k$ c
3 o2 r7 v( P, ]* {, H) G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。
& |+ d3 C2 ?# o" `* R1 _# s" ?+ m
6 x4 `9 y5 B+ ]8 B' A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。
3 \/ j* X4 B8 ]1 Y2 a0 {6 Z' v7 D4 B
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。
" g7 ]1 E3 V1 n) Q3 @2 a, Z4 M) ~+ G) w$ A( W1 h1 T6 L$ {
二 实例详解
# d- E% f. X* v* B6 e/ u! {( ~, J* P' R0 A
编译工业相机实例程序，在Ubuntu PC 运行如下命令：
* n3 ~8 f' ]- t& A9 Z3 _. x
5 f! Q, g) |( ]6 lcd SDK/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV
$ T( j6 w! |4 D, \4 j+ M7 S3 V: tmake
- {1 s4 P1 z( p7 d6 U( L+ b6 b8 p( \3 }! T
2.1 视频采集实例: N/ A0 b' @, e) X+ }* T, L1 ~

0 j$ z3 H% S: o- Z, Y1 A实例源码位于SDK/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/FlyCapVideo.cpp1 |; }# G6 \4 f* x1 K: p; ^
! w. s5 C9 S' Y/ J! T6 h  C
& l3 V: R% i$ v- ~
2.1.1 实例运行步骤
- B; i5 n! |: j( s" g/ D! q) z& M4 O$ I, e; }
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。
. Z& R: `) v+ f: |8 `( h8 g; ]
2 JN-miniVB运行如下命令，启动FlyCapVideo实例4 q( d0 u7 |4 H8 c
( r6 s4 C* U1 z; s; b; z( p, H1 d3 [
root@am57xx-evm:~#cd /opt/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/
2 u+ l; p( q! Qroot@am57xx-evm:~#./FlyCapVideo* R  P( ?' ?" F# ?( @5 W
! ~) }' c4 _3 _
2.1.2 实例结果- D% [/ w5 j3 G1 r- G

/ ?7 c- L. T7 V8 j! f+ iHDMI显示界面如下图2-1-1所示：
2 B1 s% ?- F  H+ H, E
7 j( [8 S4 L6 F  m% c3 Z+ Z& l       图2-1-1
+ ?, L* [0 L& R. a
1 s6 e% q% V$ o! X; q2.1.3 实例分析1 a/ ^9 g0 L( E1 B% w: p0 k

- O' J; o  m5 f5 pFlyCapVideo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。
. t  _. @; c: r8 V' b' G7 F' \+ p& ~. V8 d7 K
详细过程如下图2-1-2所示：
: @; C' ?2 {$ v, Z3 I; e! {% {6 s1 Z3 h+ W0 E1 D
图2-1-2& Y( ^, |# r$ s$ G! R0 t- c- R
2 B$ b5 R' `" L( Y5 n
2.2 sobel边缘检测实例
! n/ E& C  T/ O" ~! V$ U  |, e1 G" I' _- z( Z
实例源码位于SDK/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/FlyCapSobel.cpp
2 X. G3 K  \5 S( d& ^) ^( C# ^
2.2.1 实例运行步骤; W6 I/ |& g" C, o/ q* y) j, {
! ]; ]' R0 J, I. o5 [$ J) N
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。
3 O2 L, B; }$ N! @& J" R* u3 Y9 g5 T: {4 j& a# l
2 JN-miniVB运行如下命令，启动FlyCapSobel实例! k1 ~% \/ j+ T5 h0 Q- z
) L2 `1 _6 k/ C& z3 Y2 a
root@am57xx-evm:~#cd /opt/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/
- Q, g$ C$ N" R7 }5 M; w# @root@am57xx-evm:~#./FlyCapSobel1 L, t7 m3 S2 x( F
% W' L$ [& r  r- q4 L3 k
2.2.2 实例结果
5 A; ^+ V( a+ Q( n
5 ~! c$ [" Y9 R0 O& D3 R3 [: aHDMI显示界面如下图2-2-1所示：
, I8 c$ P" F* z. q3 V# G1 u/ D7 k, q
) f7 P) y7 T' j% d  图2-2-1/ M' ]- L/ x1 B( L2 v9 H% _1 j
& z4 l+ g# w7 m; b6 X
2.2.3 实例分析
( g9 N8 a7 f- c$ j" C5 }2 F
. R( K- k3 b0 u3 T$ ?3 F& S4 [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。
, t/ I6 W; n1 C5 R- G / j5 L; R8 c6 G( O- }
2.3 霍夫线检测实例
; p: V# D8 L! `8 x( a
/ Z1 t. R& u. h3 [实例源码位于SDK/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/FlyCapHoughlines.cpp
0 Z/ z3 w& I) C
7 H7 a8 Y$ s/ @" g4 T2 X+ c2.3.1 实例运行步骤! w6 R; Q" Z6 U6 z* u" K* F

% Z$ M. `& M+ m" P1参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。5 S6 b9 j# ~+ u! _

( O7 E3 {5 [- y9 h! p( E2 Y$ C2 JN-miniVB运行如下命令，启动FlyCapHoughlines实例1 _- u8 |) {2 U: }5 R& f

4 B6 s2 I" @" }$ A! i6 nroot@am57xx-evm:~#cd /opt/JiangNiu-demo/FlyCapOpenCV/
1 P6 `" M( I* _' {* f# proot@am57xx-evm:~#./FlyCapHoughlines$ }, N* B* d# R) K

$ T6 D$ }4 M" d2.3.2 实例结果/ L, I  t6 B& @& V

6 d: o- m+ D+ \+ o  OHDMI显示界面如下图2-3-1所示：3 L! f" T, n( `) M7 c

+ W+ A- E5 M( z4 `" v图2-3-16 l3 j8 t  ^! w

( u2 d2 B/ M5 A% K* f, {2 C. |8 q& Y) s

2.3.3 实例分析: o' e/ m* L2 t5 C4 L
+ ^0 J2 r( F/ _2 J/ ]7 q
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。