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1、 Dalsa采集卡如何与数字相机配合工作 目录1: 简介 . 42: CamExpert简介. 43: S2工作在Freerun模式下. 74: S2工作在外触发模式下. 105:使用固定或可变图像长度 . 191:简介 本文档主要介绍Dalsa公司的CameraLink采集卡与CameraLink数字相机如何进行配置工作。以Dalsa 的X64CL采集卡与Dalsa公司的S2 线扫描相机为例,详细描述相机的每种工作方式下,硬件,软件应该如何设置,使系统正常工作。主要包括:1. CamExpet简介2. S2 在Free-run模式下工作3. S2 在外触发模式下工作4. S2 与编码器同步采
2、集,使用固定或可变图像的区别2:CamExpert简介1. 进入CamExpert:双击桌面上的“CamExpert”图标运行Sapera LT采集配置软件。2. 软件界面介绍: 该软件界面分为5大区域,为本地采集卡及其端口选择区;为常用相机配置文件选择区;为相机参数配置区;为相机采集显示区;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
3、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Virtual Devices,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:在区中显示在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,用户也可在区中自行输入相机配置参数并存入区中的Users Configuration File目录下。5 相机采集显示区:l Grab/Freeze:连续采集,二次按下停止采集;l Snap:单帧采集; l Trigger: 模拟外部触发(当相机被设置为外触发模式下时,
4、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);l Stretch Display:根据当前窗口大小自动调整显示窗口;l Reset Display Ratio:调整显示窗口与相机比例为1:1;l Zoom:放大;l Statistics:直方图及图像信息显示窗口l Bayer Decoder(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-ProcessingFlat Field CorrectionSoftware进行Bayer滤波,弹出设置对话框(或选择采集显示区的Bayer Decoder快捷键 ) l 像素排列格式
5、选择:GBRG / BGGR / RGGB / GRBG(根据相机选择);l 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。l 校正因子:作用在贝塞尔滤波后。默认值为1,即不使用校正;校正:可扩展暗电平,降低噪声,匹配相机,获得线性输出。l 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
6、颜色。通常相机完成白平衡分为自动、手动或软件实现。l 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FreeRun模式下 当S2相机工作在FreeRun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:l 通过超级终端软件联接Dalsa相机,输入“gcp”,查看相机参数l 查看曝光模式(Exposure Mode),是否为2或1l 如果曝光模式不是1,输入命令“sem 2”,把曝光模式改为2。l 在Winows 开始菜单栏运行Sapera
7、CamExpert软件程序 | Dalsa | SaperaLT| CamExpertl CamExpert打开后,点击X64-CL_ipro采集卡,选择 CameraLink Base Mono #1采集设备。l 在相机窗口会列出X64-CL_ipro 采集卡所支持的相机。其中Users Configuration File 区域,为用户自定义的“.ccf”文件l 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。l 可以通过CamExpert 的 status bar 来查看相机的时钟信号状况,以确定系统是否连接
8、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status bar 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。l 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。l 点击 FileSave 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“basic timing”区域,根据相机参数
9、输入水平像素数,时钟频率等信号。(以下为S22K40相机参数)l 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(Pixel Depth)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8 bits数据时,Sapera内存类型为8 bits,选择10bits时,Sapera 内存为16bits。l Data Valid: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disablel Camera Sensor Geometry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
10、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P26K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freerun模式下修改一些参数,使采集卡配合相机的工作方式。4.1 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
11、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12V的偏置电压可以用下面的电路产生。TTL电平接入电路常用电压产生电路4.2 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
12、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
13、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。4.3 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”
14、的“Advanced Control”控制栏里设置: Line Sync Source:行同步源。Free-run时为None。 Internal Line Trigger 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Internal Line Trigger Frequency (in HZ)栏里设置。 External Line Trigger 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。 Shaft Endoder input 表示采集卡接收到编码器信号,然后向相机发出行信号。 Camera Line Trigger Frequency Min (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。Camera Control method selected:用来选择上面提到的输出信号的类型。包括Line Trigger、 Line Integration(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 Line Integration Method Setting 或 Line Trigger Method Setting有具体